8.2 重力势能（教学课件）-【上好课】高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第二册）

8.2 重力势能 、、 第八章 机械能守恒定律 人教版（2019） 主讲老师： 20XX.XX.XX 01 02 重力势能 重力做的功 目录 03 重力势能的相对性 04 弹性势能 观察与思考 观察与思考 (1)在发生雪崩时蓬松的雪和在开闸泄洪时轻柔的水为什么都产生了如此“势不可挡”的威力？ (2)根据你初中所学，重力势能的大小跟那些因素有关？ 因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的重力势能。而当它从所处的的高处落下时，重力势能就会以做功的方式释放出来。 观察与思考 请同学们用课本做如下实验，体会物体的重力势能与什么因素有关？ (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 • • • 与质量有关：质量越大，重力势能越大。 与高度有关：位置越高，重力势能越大。 实验与思考 当人向上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变化？ (1)人向下运动，重力做 功，重力势能 。 (2)人向上运动，重力做 功，重力势能 。 正 减少 负 增加 思考与讨论 第一部分 重力做的功 质量为m的小球从离地面高为h1的A位置运动到离地高度为h2的B位置，求三种情况下重力做的功。 （1）WG＝mgh=mgh1－mgh2 （2）WG＝ mglcosθ ＝mgh＝ mgh1－mgh2 （3）WG＝mgΔh1＋mgΔh2 ＋ ···＝mg(Δh1 ＋Δh2 ＋ ···)＝mgh＝mgh1－mgh2 一、不同路径下的重力做功 1.重力做功的特点： 重力做功只跟它的起点和终点的位置的高度差有关，而跟物体运动的路径无关。 2.重力做功的表达式： WG =mgh1－mgh2 二、重力做功的特点、表达式 第二部分 重力势能 思考与讨论 根据刚才做的课本掉落实验，你是否认为的重力做功表达式中mgh有什么特殊的意义？ 它与重力做功有关,又与重力势能的基本特征一致。 1.定义： 物体所受重力mg与所处高度h的乘积叫做物体的重力势能。用Ep表示。 4.重力势能是标量。 2.公式： Ep = mgh 3.单位： 焦耳，符号为J 5.重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是物体单独具有的。 一、重力势能的定义及公式 WG =mgh1－mgh2 重力做功WG (正、负） 重力势能EP （增加、减少） 重力做功和重力势能变化的关系 物体 上升 物体 下降 正 负 减少 增加 重力做的功等于重力势能的减少 物体克服重力做的功等于重力势能的增加 二、重力做功与重力势能的关系 若重力做的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同一物体所做的功，随物体的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？ h 思考与讨论 第三部分 重力势能的相对性 (1)物体在参考面上，h=0，Ep=0。 (2)物体在参考面上方，h为正值，Ep为正值 参考面即高度为零的平面，一般来说参考面可以任意选取 参考面又称零势能面 正负表示大小 Ep = mgh (h是物体相对参考面的高度) (3)物体在参考面下方，h为负值，Ep为负值 重力势能的相对性 如图有一个质量0.2kg的小球从桌面以上高h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面的高为h2=0.8m。请按要求填写下表 (g=10m/s2)。 h1 h2 A B 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 选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同。 WG、△Ep与参考面的选取无关。 比较、分析表格中的数据，有何特点？ 练一练 第四部分 弹性势能 观察以下这几张图中的物体有什么共同点 拉力器 弓箭弦 撑杆 弹弓弦 观察与思考 定义：发生弹性形变的物体（弹簧）各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。 弹性势能的大小与形变量有关 弹性势能的大小与劲度系数有关 1.弹性势能的定义 (1)弹力做正功时，弹性势能减小。 (2)弹力做负功时，弹性势能增大。 (3)弹力做功与弹性势能变化的关系为W弹＝－ΔEp。 2.弹性势能的变化与弹力做功的关系 F拉 x F拉 0 x l F拉 = kx F2 F3 F4 F5 F1 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 用外力缓慢拉弹簧时：F拉=kx 拉力做正功，弹力做负功，二者大小相等 即：W弹＝－W拉= 若取弹簧自然长度时为弹簧零势能，则有： 3.弹簧弹力做功 (