8.2 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

8.2 重力势能 在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时，小球被赋予一种形式的能量——势能。 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。 A B h v0 = 0 参考面 势能：重力势能，弹性势能。 陨石划过天空，放出耀眼的光芒，在地上留下巨大的陨石坑 重力势能：物体由于被举高而使物体具有的能量叫作重力势能。 结论：物体的质量越大、所处的高度越高物体的重力势能就越大！ 1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉• • • 2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉• • • 用自己的课本做如下试验： 一、重力做功 θ L h1 h2 Δh …… △h1 △h2 △h3 △h4 A A A B B B 竖直下落 沿斜线运动 沿曲线运动 W1=mgΔh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 W2=mgLcosθ =mgΔh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 微元法 W3= B B Δh1 Δh2 Δh3 h h1 h2 A mg A1 A2 A3 l B θ mg A A mg 竖直下落 沿斜线运动 沿曲线运动 1. 重力做功的公式： 始末位置的高度差 2. 重力做功的特点：重力做功只跟它的起点和终点的 高度差有关，而跟物体运动的路径无关。 二、重力势能 “mgh”是一个有特殊意义的物理量，一方面与重力做功有关，又随着高度的变化而变化。 1.定义：物体由于被举高而具有的能量，物体的重力 势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。 2.定义式： ——相对于重力势能为0的参考 平面的高度。习惯上选择地 面为参考面。 3.单位：焦耳(焦)J 4.标量，状态量。 6.理解： (1)系统性：重力势能是地球与物体组成的系统所共 有的，而不是地球上的物体单独具有的。 5.重力势能的变化量(增量)： ΔEP = mgh2-mgh1 (2)相对性：重力势能的大小与参考面的选取有关，重 力势能有正有负。 (3)任意性：参考面的选取是任意的。 (4)绝对性：重力势能的变化是绝对的，与参考平面 的选择，物体的运动状态无关。 h h h A h h h A h h h A B B B EPB= -3mgh EPA=2mgh EPB= -2mgh EPA=0 EPA=-mgh EPB=0 重力势能具有相对性，处在参考平面的物体的重力势能为0，参考平面上方的物体的重力势能是正数，参考平面下方物体的重力势能是负数，为了比较势能的大小，应选同一个参考平面。 重力势能的增量△Ep＝ EPB－EPA ＝-2mgh 质量为m物体竖直下落从A到B： A h B h1 h2 三、重力做功与重力势能变化量 参考面 重力做的功 初态的重力势能 末态的重力势能 1.结论：重力所做的功，等于重力势能的减少量。与物 体的运动状态无关，与是否受其它力的作用也 无关。重力所做的功是重力势能改变的唯一量 度。 2.分析：若，重力做正功（重心下移） ，重力势能减小； 若，重力做负功（重心上移） ，重力势能增大； 参考 平面 小球在A点重力势能EpA 小球在B点重力势能EpB A→B下落过程小球重力做功 WG A→B下落过程小球重力势能变化ΔEp 桌面 地面 24J h1 h2 A B －16J 40J 减少40J 40J 0J 40J 减少40J 1.如图有一个质量2kg的小球从桌面以上高h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面的高h2=0.8m。填写下表(g=10m/s2)。 重力做功与路径无关 2.一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2) 解: 小球下落高度为5m =5 x 9.8 x 5J=245J 9 14 四、弹性势能 1.发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有势能，这种势能叫做弹性势能。 弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关？ 与弹簧的形变量有关 ? 与弹簧的劲度系数有关 ? 2.弹簧的弹性形变量越大，弹性势能越大。 弹簧的劲度系数（硬度）越大，弹性势能越大。 四、弹性势能 Δl1 … Δl2 Δln F=F弹= k l l W1 = F1 Δl1 W2 = F2 Δl2 W3 = F3 Δl3 …… W = W1 + W2 + W3 + …… F