第四节 重力势能（课件）-高一物理同步精品课堂（沪科版2020上海必修第二册）

第四节《重力势能》 第七章《机械能守恒定律》 如图所示质量为m的物体从距离地面高度为h的A点分别沿折线ABC和斜线AC运动到C点，斜线AC与水平面的夹角为θ，计算上述两种情况下，重力对物体所做的功。 WABC=WAB+WBC =mgh+0=mgh 一、重力做功的特点 重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关: WG = mgh （h=h初-h末） h s θ A C B WAC=mg·s·cos（90° － θ)=mg·s·sinθ=mgh WABC=WAC 例：设重物质量为m,离地面高度为h，计算下列三种情况下，重力对物体所作的功。 （1）竖直下落 （3）沿曲面下落 WG=mgh WG=mgh WG=mgh h v （2）沿斜面下落 h v h 什么是物体的重力势能 物体由于被举高而具有的能量。 物体的重力势能与什么因素有关 ? ? 质量相同，下落高度不同 质量不同，下落高度相同 质量大的球陷入沙坑深 下落高度大的球陷入沙坑深 实验探究： 重力势能与什么因素有关？ 1、上述实验中用到了什么研究方法？ 控制变量法 思考: 2、从上述实验我们可以得出什么结论？ 物体的质量越大，重力势能越大； 物体的高度越大，重力势能越大。 定量关系呢? h mg 重力势能(Ep)的大小 下落前具有的重力势能为:Ep=mgh 物体的重力势能等于物体的重力和它的高度的乘积。 理论演绎： 被举高的物体具有重力势能是因为有重力存在，在重物下落的过程中，重力能做多少功，就说明该物体在下落前具有多少重力势能。 重力做的功:WG=mgh 如图所示,质量为m的物体从离地高为h处静止释放,则 1、定义：物体由于被举高而具有的能量。 2、定义式： Ep=mgh （h相对零势能面的高度） 3、势能的单位： 焦耳（ J ） 1 J = 1 kg · m/s2 · m = 1 N · m 4、标量但有正负、状态量 二、重力势能EP 5、相对性： 高度h:取决于零势能面的选取 等于零势能面的物体高度为零，重力势能的值为零 高于零势能面的物体高度为正，重力势能的值为正 低于零势能面的物体高度为负，重力势能的值为负 h1 = 1m h2 = 1m 参考面3 参考面1 h3= 2m 参考面4 参考面2 Ep 的大小与零势能面的选取有关 参考平面的选取是任意的，选择的原则 —— 研究问题方便。 无特殊说明，一般取地面为参考平面 A B 【例题】如图所示，一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果有可能被一个人用篮子在与B等高处接住，也可能落到地面C，还可能落到地面后滚入沟底D。分别以A、B、C、D、E为零势能面，算出该苹果P没有落下时的重力势能。 1.离地面高度相同(不为零)的两物体甲和乙，已知甲物体质量大，以地面为零势面（ ） A、一样大； B、甲物体重力势能大； C、乙物体重力势能大； D、不能确定。 2.沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面上拉同一物体到顶端，以下说法正确的（ ） A 、沿坡度小长度大的斜面上升重力势能增加量大； B 、沿长度大更粗糙的斜面上升重力势能增加量大； C 、重力势能增加量一样多； D、 无法确定 。 B C 【巩固练习】 3.若物体m沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A滑到B，如图所示，则重力所做的功为（ 　　） A．沿路径Ⅰ重力做功最大 B．沿路径Ⅱ重力做功最大 C．沿路径Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大 D．条件不足不能判断 C △EPAB ＝EPB - EPA = mgh1 - mgh2= mgh △EPAB＝EPB - EPA = mgh - 0 = mgh 三、重力势能变化 1、重力势能变化量是绝对的，与参考平面的选取无关，只与初末位置的高度差有关： ΔEp = mgΔh 以参考平面1为零势能面： 以参考平面2为零势能面： 参考面1 参考面2 h h2 h1 B A v 2、重力做功与重力势能变化关系： WG= ‐ ΔEp 重力做正功，重力势能减小； 重力做负功，重力势能增加。 1、定义：发生弹性形变的物体因形变而具有的能。 三、弹性势能 2、弹性势能的大小与什么因素有关？ 与弹簧的形变和弹簧的劲