8.2重力势能 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

8.2重力势能 第八章·机械能守恒定律 学习任务 1 重力做的功 2 重力势能 3 重力势能的相对性 4 弹性势能 问题导入 一个50克的鸡蛋 从4楼抛下来就会让人起肿包 从8楼抛下来就会让人头皮破裂 从18楼高甩下来就可以砸破行人的头骨 从25楼抛下可使人当场死亡2 一个拇指大的小石块， 在4楼抛下时可能伤人头皮， 而在25楼抛下时可能会让路人当场送命。 一个4厘米的铁钉在18楼甩下时， 可能会造成行人的致命伤害。 在重力加速度的作用下， 一颗鸡蛋都可能成为致命杀手。 当达到一定的高度， 即便很轻的物体， 也会造成很大的伤害。 视频体验 请勿高空抛物 高空抛物罪:中华人民共和国刑法罪名，是指从建筑物或者其他高空抛掷物品，情节严重的承担一年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金的法定责任，自2021年3月1日起施行。 回顾知识 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？ 问题 G=mg h h G=mg h G=mg 课堂合作探究 知识点一：重力做的功 问题 请同学们分别计算以上三种情况重力所做的功 课堂合作探究 7 知识点一：重力做的功 课堂合作探究 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 3.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。 把物理量mgh叫做重力势能。 知识点一：重力做的功 课堂合作探究 2.公式： 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。 3.单位： 4.重力势能是标量。 Ep = mgh 焦耳，符号为J 知识点二：重力势能 课堂合作探究 4.重力做功与重力势能的关系 WG =mgh1－mgh2 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 知识点二：重力势能 课堂合作探究 高度h是相对于谁的呢？ 重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面． 知识点三：重力势能的相对性 课堂合作探究 （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 知识点三：重力势能的相对性 课堂合作探究 EP( J ) EP( J ) EP( J ) 地面 桌面 天花板 参考平面 0 0 0 mgh2 mg（h1+h2） -mgh2 mgh1 -mgh1 -mg（h1+h2） h1 h2 A B C 天花板 桌面 地面 知识点三：重力势能的任意性 课堂合作探究 那么重力势能是谁具有的呢? 物体重力势能与重力做功密切相关，而 重力是地球与物体间的相互作用力，若离 开了地球或物体，就谈不上重力，所以， 重力势能是物体与地球所组成的“系统” 所共有的。平常只说物体具有的重力势能， 是一种简化的说法。 知识点三：重力势能的系统性 课堂合作探究 知识点三：重力势能的绝对性 ►WG、△Ep与参考面的选取无关。 物体从一个位置到另一个位置的过程 中，其重力势能的变化量与参考平 面的选取无关，该变化量是绝对的。 课堂合作探究 1.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 知识点四：弹性势能 课堂合作探究 2.弹性势能的变化与弹力做功的关系 (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。 知识点四：弹性势能 课堂合作探究 F拉 x F拉 0 x l F拉 = kx F2 F3 F4 F5 F1 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 知识点四：弹性势能 课堂合作探究 3.对弹性势能的理解 (1)系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变和发生弹力作用而具有的能量，因此弹性势能具有系统性。 (2)相对性：弹性势能的大小与选定的零势能位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧原长处为其零势能的位置。 知识点四：弹性势能 课堂小结 典例探究 例1.某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,则下列说法正确的是 (　　) A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功 B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程