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

必修2 第8章 机械能守恒定律 第2节 重力势能 知识回顾 势能 ————相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量 重力势能 ——物体由于被举高而具有的能量 质量越大，所处的位置越高，重力势能越大 问题：重力势能与物体的质量、所处的位置有怎样的定量关系？ 我们应该从哪里入手研究？ 一、重力做功 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功 h h1 h2 A A A B B B A B h1 h2 h θ L m A C h1 h2 h h1 h2 Δh1 Δh2 Δh3 A C h 1.物体竖直下落 2.物体沿斜线运动 3.物体沿曲线运动 一、重力做功的特点 结论：重力做功的特点 重力做功与路径无关, 只跟始末位置的高度差h有关！ A B h1 h2 h θ L m A C h1 h2 h h1 h2 Δh1 Δh2 Δh3 A C h 在物理学中，就用这个物理量表示物体的重力势能 重力势能的表达式： 即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积． 物体的质量，单位：千克（kg） 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2） 物体的高度，单位：米（m） 物体的重力势能，单位：焦（J） 二、重力势能： 我们把物理量 mgh 叫做物体的重力势能 常用Ep表示 重力势能的相对性 h h h B B B EPA=2mgh EPA=0 EPA=-mgh 重力势能与参考面选择有关： 参考面选取不同，物体重力势能的数值不同 EPB=0 EPB=-2mgh EPB=-3mgh 质量为m的物体分别置于A、B位置时，选择不同的零势能面---参考面 A A A 零势面 零势面 零势面 【例如】 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地 面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2) h1 h2 A B ►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 ►对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关 6J 10J -4J 10J 10J -10J -10J 0J 需要先选定参考平面： 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。 参考平面的选取是任意的 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值； 势能是标量． 说明： +、–表示大小 h m 参考平面 在参考面上的物体的高度是零，重力势能也是零； h' 物体在两点间重力势能的变化与参考面无关. B B B EPA=2mgh EPA=0 EPA=-mgh EPB=0 EPB=-2mgh EPB=-3mgh A A A 零势面 零势面 零势面 重力势能的变化: =EPB-EPA =-2mgh 质量为m的小球 A B （h1、h2分别表示初末位置物体所处高度 h表示初末位置的高度差） h1 h2 h 推导： 重力做正功， 重力势能减少 重力做负功， 重力势能增加 初态的重力势能 末态的重力势能 重力势能的变化量 三、重力势能的变化与重力做功的关系： 1.当物体由高处向低处运动时： 2.当物体由低处向高处运动时： 重力做正功，重力势能减小, 重力做负功， 重力势能增大, 减少的重力势能等于重力对物体做的功 增加的重力势能等于物体克服重力做的功 三、重力做功和重力势能变化的关系 重力势能 1、定义： 物体所受的重力与所处的高度的乘积 2、公式： 3、单位： kg(m/s2)m N.m J 4、标量： 正负表示大小 6、关系： 高度下降，重力做正功，重力势能减小 高度上升，重力做负功，重力势能增加 h1 h2 h A B 5、系统性 h Ep是我的，因为重力势能和我的重力、高度有关。 重力势能也有我的贡献，没有我，你就没有了重力，重力也不会对你做功，Ep是我们共有的 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。 系统性！ 重力势能归属权之争： 物体和地球 共同拥有 重力势能 课堂训练 1.选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量( ) A.都具有不同的数值 B.都具有相同的数值 C.前者有相同的数值，后者有不同的数值 D.前者有不同的数值，后者有相同的数值 D 2.关于重力做功和物体的重力势能，正确的是 ( ) A.当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少 B.物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 C.地球上一个物体的重力势能都是确定值 D.重力做功的多少与参考平面的选取无关 3、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则( ) A、重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的动能一定减少50J； D、重力做了5