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

大单元整体教学：《机械能守恒定律》 2.重力势能 阳信县第二高级中学 陈光 大单元思维导图 情境创设，问题导学 情境体验 情境创设，问题导学 高空坠物的思考 问题1.运用物理学知识分析，为什么要当心高空落物？ 问题2.根据生活经验思考，高空物体具有的能量和什么因素有关？ 项目一：重力做的功 高空坠物是重力做功的过程，根据情境进行深度思考和推理 设一个质量为m的物体，从与地面高度为 h1的位置A，竖直向下运动到高度为h2的位置B(图甲)，计算这个过程中重力做的功： 【情境1】 项目一：重力做的功 高空坠物是重力做功的过程，根据情境进行深度思考和推理 再看另一种情况：质量为m的物体仍然从上向下运动，由高度h1降为h2，但这次不是沿竖直方向，而是沿着一个斜面向下运动到B(图乙)。计算这个过程中重力做的功： 【情境2】 项目一：重力做的功 高空坠物是重力做功的过程，根据情境进行深度思考和推理 再看第三种情况：假设质量为m的物体仍然从上向下沿曲面运动，由高度h1的A点降到高度为h2的B点，(图丙)。计算这个过程中重力做的功： 【情境3】 丙 项目二：重力做的功 重力做功特点 分析表明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。 WG = mgh1 － mgh2 “mgh”具有特殊的意义 它与重力做功有关，又与重力势能的基本特征一致 物理学上把mgh叫做重力势能 项目二：重力势能 1.概念的建立 1.定义： 大小： 3. 单位： 4. 重力势能的标失性： 2.重力做功与重力势能变化的关系 项目二：重力势能 WG ＝ mgh1－ mgh2＝ EP1－EP2 ＝－ΔEP 表达式： 重力做功与重力势能变化关系：重力做的功等于重力势能变化量的减少量。 (1)物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即WG>0，则EP1>EP2 ,重力做的功等于重力势能的减少量。 说明： (2)物体由低处运动到高处时，重力做负功，WG<0，则EP1<EP2 ，重力势能增加，物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。 总结：重力做功是重力势能变化的量度，重力势能的变化只与重力做功有关，与其它力做功无关！ 3.重力势能的相对性 项目二：重力势能 分析：Ep＝mgh G＝mg：由于地球对物体的吸引而产生的 m：决定于物体　 g：决定于地球 h： 反映了物体与地球间的相对位置关系 提示：严格地说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。 Ep＝mgh只适用于地球表面附近g不变的情况，当g变化，Ep＝mgh就不能用来计算重力势能。 项目三：弹性势能 【问题情境1】射箭和撑杆跳的原理是什么？如何提高射箭和撑高跳的成绩？ 项目三：弹性势能 建立概念 生活中有许多这样的例子，这些物体都发生了弹性形变，物体的各部分之间由于有弹力的相互作用，而具有势能，这种势能就叫作弹性势能。 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。 对弹性势能的理解 项目三：弹性势能 【情境1】桌面光滑，在O点时弹簧处于原长，物块由A处静止释放 物块-弹簧模型 【问题1】物体由A向O 运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？ 【问题2】物体由O 向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？ 【问题3】在A、A′处弹性势能有什么关系？ 【总结】弹力做功与弹性势能的关系： 典例训练 【典例1】如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达处的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为（重力加速度为g）（　　） A. B. C.mgh D.0 典例训练 【典例2】如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是（　　） A.mgh，减少mg（H－h） B.mgh，增加mg（H＋h） C.－mgh，增加mg（H－h） D.－mgh，减少mg（H＋h） 典例训练 【典例3】如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连，游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。游客从O→B→C→D的过程，下列说法正确的是（　　） A.从O到B过程中，重力势能增大 B.从B到D过程中，游客做匀减速运动