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

人教版 必修第二册 第八章 机械能守恒定律 8.2 重力势能 李晓明 大峪中学 2020.05.08 (1)比较球A,C可得出影响重力势能大小的因素是_____________。 (2)比较球A,B可得出影响重力势能大小的因素是_____________。 知识回顾：如图所示，在“探究影响重力势能大小的因素”实验中，有三个实心的、大小相同的铁球A,铁球B和塑料球C，球A,C离沙地高度相同。现让三个球同时从图示位置由静止释放，球落到沙地上的状态如图中虚线球所示。 影响重力势能的两个因素： 物体质量（重力）越大，重力势能越大； 物体高度越高，重力势能越大。 大家一起来计算： （一）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），这个过程中重力做的功是 （二）质量为m的物体，从高度由h1的位置A沿斜面降到高度为h2的位置B′，再水平运动到B（图乙）。物体沿斜面运动的距离是l，这一过程中重力做的功是 一、重力做功 一、重力做功 分析：两种情况重力做功，相同点和不同点？ 重力做功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积与跟重点高度的乘积两者之差。 拓展学习：物体沿曲面滑下时重力做的功 假设一个质量为m的物体沿曲面由高度是 h1 的起点 A，运动到高度是 h2 的终点 B，如图。求在该过程中重力做的功？ 一、重力做功 无线分割 极限思想 物体通过整个路径时重力所做的功，等于重力在每小段上所做的功的代数和，即 WG＝mg∆h1＋mg∆h2＋mg∆h3＋… ＝mg(∆h1＋∆h2＋∆h3+ …) ＝mgΔh ＝mgh1－mgh2 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（只跟它的初末位置的高度差有关），而跟物体运动的路径无关。 初态和末态的表达式均为“”，可见“”是一个具有特殊意义的物理量。 结论： 新知讲解 二、重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。 2. 决定重力势能大小的相关因素： 物体的重力势能的大小跟物体的质量和所在的高度有关 3. 大小: E=mgh; 单位： 焦耳（J），是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，符号为 J。 1 J ＝ 1 kg·m·s -2 ·m ＝ 1 N·m 新知讲解 3、重力做功与重力势能变化的关系 重力做功与重力势能：WG＝Ep1－Ep2 其中 Ep1 表示物体在初位置的重力势能，Ep2 表示物体在末位置的重力势能。 （1）重力做正功，重力势能减少，重力做了多少正功，重力势能就减少多少。 WG＝Ep1－Ep2 WG> 0，Ep1 > Ep2 新知讲解 （2）重力做负功，重力势能增加，物体克服重力做了多少功，重力势能就增加多少。 （3）重力做的功等于重力势能的减少量 WG < 0， Ep1 < Ep2 WG＝Ep1－Ep2 WG＝Ep1－Ep2 =-△Ep 物体向上运动时重力势能增加 v G 新知讲解 总结：物体上升，重力做负功，重力势能Ep增加，物体克服重力做的功等于重力势能的增加。 物体下降，重力做正功，重力势能Ep减少，物体重力做的功等于重力势能的增减少。 高中物理 重力势能的相对性 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． 高中物理 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 ＞ 如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 h1 = 1.2 m 的 A 点落到地面的 B 点，桌面高 h2 = 0.8 m。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。( g = 10 m/s2 ) 参考平面 在A点 在 B点 下落过程重力做功 重力势能变化 桌面 地面 6 J 10 J ─4 J 0 10 J 10 J 减少10 J 减少10 J h1 h2 A B 选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。 相对性 重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。 绝对性 高中物理 那么重力势能是谁具有的呢? 重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。 弹性势能 拉长或压缩的弹簧、卷紧的发条、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑竿跳高运动员手中弯曲的竿等等，这些物体都发生了弹性形变，每个物体的各部分之间都有弹力的相互作用。发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这