8.2 重力势能-2023-2024学年高一物理同步精讲课件（人教版2019必修第二册）

8.2 重力势能 重力做功 重力势能 弹性势能 目录 CONTENTS 1 2 3 拒绝高空抛物！！！ 3 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？ 4 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 5 WG＝mgΔh ＝mgh1－mgh2 （1）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 （如图），这个过程中重力做的功是多少？ 6 ＝mgh1－mgh2 WG1＝mglcosθ ＝mgΔh （2）质量为m的物体从高度为h1的A点沿直线斜面运动到高度为h2的B′点（如图），这个过程中重力做的功是多少？ 7 微元法 WG＝mg∆h1＋mg∆h2＋mg∆h3＋… ＝mgh1－mgh2 ＝mgΔh （3）质量为m的物体从高度为h1处的A点沿曲线运动到高度为h2的B点（如图），则：重力所做的功是否还一样呢？ 8 特点： 物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。 一、重力做功 WG＝mgΔh 公式： ＝mgh1－mgh2 9 重力势能与质量（m）和高度（h）有关。 功 与 能量 的转化的概念紧密相连。 WG＝ mgh1 － mgh2 Ep1 Ep2 10 4. 系统性：重力势能是地球和物体组成的系统所共有的。 1. 定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。 2. 表达式： EP=mgh 3. 国际单位： 焦耳（J） 1J=1kg·m·s-2·m=1N·m 二、重力势能 11 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。 4. 系统性：重力势能是地球和物体组成的系统所共有的。 12 （1）参考平面：物体的重力势能总是相对于某一_________来说的，在参考平面上，物体的重力势能取作__。 （2）相对性：选择不同的参考平面，物体重力势能的数值_____（选填“相同”或“不同”）。 （3）正负的含义：参考平面上方物体的重力势能是_____，参考平面下方物体的重力势能是_____。 A B O O O 5、重力势能的相对性 水平面 0 不同 正值 负值 13 重力势能的正负表示大小 对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值； 下方物体的高度是负值，重力势能也是负值，重力势能为负。 表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。 重力势能：－3 J＞ － 5 J 14 【问题】 质量m=0.5 kg的小球，从桌面上方高h1= 1.2 m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8 m。试完成下面的表格。 (g取10 m/s2) 所选择的参考平面 小球在A点的重力势能 小球在B点的重力势能 整个下落过程中小球重力做的功 整个下落过程中小球重力势能的变化量 桌面 地面 6 J 10 J -4 J 0 10 J 10 J 减少10 J 减少10 J 重力势能具有相对性，重力势能的变化量具有绝对性。 练一练： 15 【典例1】下面有关重力势能的说法中，正确的是（ ） A. 举得越高的物体，具有的重力势能越大 B. 质量越大的物体，具有重力势能越大 C. 物体的重力势能不可能为零 D. 物体的重力势能可能小于零 【正确答案】D 练一练： 2.当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即WG＜０，EP初＜EP末 重力势能增大,且增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。 WG＝EP初－EP末 = －△Ep 1.当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即WG＞０，EP初＞EP末 重力势能减小，且减少的重力势能等于重力做的正功。 WG＝mgh=mgh1－mgh2 6、重力做功和重力势能变化的关系 17 【典例2】　一个100 g的球从1.8 m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25 m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g＝10 m/s2) (　　) A．重力做功为1.8 J B．重力做了0.55 J的负功 C．物体的重力势能一定减少0.55 J D．物体的重力势能一定增加1.25 J 【正确答案】C 练一练： 【变式训练】以下叙述中正确的是（ ） A. 重力对物体做功越多，物体的重力势能越少 B. 物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少 C. 重力对物体不做功，