8.2.1 重力势能 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

§8.21 重力势能 第八章 机械能守恒定律 1 D 系统集成 第101页 2 2 1. 以恒定功率启动 画受力图 2. 过程分析 P＝F v , F - f = ma 3. 匀速状态 F = f → vm= -f = ma 知识回顾 2. 以恒定加速度启动 3. 匀速状态 F = f → vm= -f = ma (1).恒定加速度阶段 F - f = ma P = F v v=at 结束时：v0 = 时间： t1 = = (2).恒定功率阶段 P＝F v F - f = ma 2. 过程分析 5 3 思考：钨棒内部并没有什么新型的炸药或者核弹头，为什么撞击地面时有如此惊人的能量和巨大的破坏力？ 它的能量来自哪里？ 初中我们已经定性地学习了重力势能,，物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。 这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢？ 7 4 任何人类活动都离不开能量。例如，现代化的生活离不开电厂供应的电能，许多现代交通离不开燃料燃烧释放的化学能，核电站能够利用原子核裂变时释放的核能，人类生活需要摄入食物中的化学能，植物的生长依赖太阳能…… 在长期的科学实践中，人们发现不同形式的能量可以互相转化，并且能量的转化与功的概念紧密相连。这是因为，如果在一个过程中存在做功的现象，就必然存在能量变化的现象，功的计算能够为能量的定量表达及能量的变化提供分析的基础。 这一节我们将从重力做功的特点来研究重力势能 10 5 课堂探究一: 质量相同的三个小球 , 从高度为h1 的同一高度下落, 其中第一个竖直下落, 第二个沿斜面下滑, 第三个沿曲面下滑, 最终都落到高度为h2的同一水平面上, 设小球质量为m , 重力加速度为g ． (1)分析小球在下落过程中的受力情况． (2)分别求下落过程中重力对三个球做的功？若考虑空气阻力、摩檫力, 有影响吗？ (3)在推导重力做功的公式时，利用了哪种物理方法？ 一、重力做的功 (4) 重力做功有什么特点？ 15 6 一、重力做的功 WG = mg∆h =mgh1-mgh2 1. 表达式 2. 特点 物体运动时， 重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关， 而跟物体运动的路径无关 。 课堂探究二: 请结合重力势能的特征和重力做功的特点， 思考mgh 的意义以及重力势能可能的表达式？ 18 7 二、重力势能 EP = mgh 1. 表达式 2. 单位 焦耳 符号 J 1J = 1kg·m/s2·m = 1N·m m — 物体的质量，单位：千克（kg） g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2） h — 物体的重心的高度，单位：米（m） 即：物体的重力势能等于物体的重力和它的高度的乘积 3. 重力势能的系统性 (1)重力势能是地球和物体组成的系统所共有的 (2)平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法 20 8 4. 重力做功与重力势能变化的关系 WG = EP1 - EP2 WG =mgh1 - mgh2 二、重力势能 课堂探究三: 填写下表并分析重力做功和重力势能变化的关系？ 25 9 4. 重力做功与重力势能变化的关系： WG = EP1 - EP2 二、重力势能 = - ∆EP (1). 当物体由高处运动到低处时， 重力做正功，重力势能减少 ， 即 WG > 0 , EP1 > EP2 (2). 当物体由低处运动到高处时， 重力做负功，重力势能增加， 即 WG < 0 , EP1 < EP2 思考：如果重力做的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？ 重力做功等于重力势能变化量的相反数 (重力做功等于重力势能的减少量) 30 10 2．如图，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h。重力加速度为g。 (1)足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？ (2)足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？足球的重力势能减少了多少？ (1)-mgh；重力势能增加了mgh； (2)mgh；重力势能减少了mgh。 教材 第82页 32 11 3．以下说法是否正确？如果正确，说出一种可能的实际情况；如果不正确，说明这种说法为什么错误。 (1)物体受拉力作用向上运动，拉力做的功是1J，但物体重力势能的增加量不是1J。 (2)物体受拉力作用向上匀速运动，拉力