8.2 重力势能 课件 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

nullnull8.2 重力势能 教师： 日期： 月 日 物理雾里悟理 思考：巨大能量来源于哪里? 物理雾里悟理 回顾初中所学内容，重力势能是如何定义的？ 问题引领 物理雾里悟理 提取关键信息：一颗鸡蛋大小的冰雹（30克）从1000米的高空落到地面时，能量相当于3千克的物体从10米左右高度下落。这就差不多等于从3层楼高的地方将一个带土的花盆砸向地面，由此可见，冰雹的危害性还是很大的。 猜想：重力势能与哪些因素有关？ 问题引领 小实验：笔扎纸 物理雾里悟理 一、重力做的功 ：探究展示（站立式讨论） 讨论1：让相同质量的小球从1、2轨道下落相同高度，它们重力做功相同吗？ 1 2 3 讨论2：让相同质量的小球分别从1、2、3轨道下落相同高度，它们重力做功还相同吗？（阅读课本81页拓展学习3分钟） h1 Δh h2 思考：重力做功与路径有关吗？ 物理雾里悟理 一、重力做的功 情形一：一个质量为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。 𝛥h h2 h1 mg A B 从A至B，重力做功 重力带来了一个物理量mgh的变化 物理雾里悟理 情形二：一个质量为m的物体，从与地面高度为h1的位置 A，沿着斜面向下运动到高度为h2的位置 B。 𝛥h h2 h1 mg A B 从A至B，重力做功 重力带来了一个物理量mgh的变化 重力做功与情形一相同，你能得出什么结论？ 物理雾里悟理 情形三：一个质量为m的物体，从与地面高度为h1的位置 A，沿着曲线向下运动到高度为h2的位置 B。 𝛥h h2 h1 mg A B 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。 从A至B，重力做功 Δh1 Δh2 Δh3 A C Δ h A △h1 θ m L 物理雾里悟理 二、重力势能 𝛥h h2 h1 mg A B 从A至B，重力做功 重力带来了一个物理量mgh的变化 重力势能： 重力势能是标量，单位：焦耳（J） 物理雾里悟理 1.概念：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。 3.国际单位：焦耳(J) 1kg·m/s2·m=1N·m=1J 2.大小： Ep=mgh 4.重力势能是标量，状态量。 二、重力势能 重力势能的系统性:重力势能是地球和物体所组成的系统所共有的。(通常在地球上分析某物体具有重力势能) 重力势能的相对性：选取不同的参考平面作为0势能面，物体的重力势能不同。一般以地面为0势能面。 物理雾里悟理 例. 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 点拨梳理 高度是相对的，高度差是绝对的 物理雾里悟理 三、重力势能变化与重力做功（功能关系） 当物体高度升高时 当物体高度降低时 重力做负功，重力势能增加 重力做正功，重力势能减小 物理雾里悟理 1、关于重力势能的几种理解，正确的是（ ） A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功 B.相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但这并不影响研究有关重力势能的问题 C.在同一高度将物体不论向何方向抛出，只要抛出时的初速度大小相同，则落地时减少的重力势能必相等 D.放在地面的物体，它的重力势能一定等于零 BC 知识点四、弹性势能 巩固训练 物理雾里悟理 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) D 巩固训练 物理雾里悟理 3、如图所示，在光滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为m、长为L的绳，其绳长的1/4悬于桌面下，从绳子开始下滑至绳子刚好全部离开桌面的过程中，重力对绳子做的功为多少？绳子重力势能变化如何？(桌面离地高度大于L.) 巩固训练 物理雾里悟理 四、弹性势能 弹性势能：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，这种势能叫做弹性势能。 猜想并讨论：弹性势能大小与什么有关？ 物理雾里悟理 弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关 不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数越大，弹簧恢复原状过程中对外做的功就越多，因而弹簧的弹性势能就越大。 弹性势能跟形变的大小有关系 在弹性限度内，弹性势能跟被拉伸或压缩的长度有关。被拉伸或压缩的长度越长，恢复原状过程中对外做的功就越多，弹性势能就越大。 物理雾里悟理 如图所示，某小球以速度v向放置于光滑水平面的轻质弹簧运动，在小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中( ) A. 弹力对小球做正功，弹簧的弹性势能减少 B. 弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能减少 C. 弹力对小球做正功，弹簧的弹性势能增加 D. 弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能增加 D 巩固训练 物理雾里悟理 五、势能 势能也叫位能，与相互作用的物体的相对位置有关，与对应力做功路径无关。 重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的，是物体和地球共有的。 弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。 重力势能的系统性 物理雾里悟理 课堂小结 一、重力做功的特点： 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。 二、重力势能： 物体由于被举高而具有的能量叫重力势能 公式： 说明： 重力势能是标量，单位是焦耳（J） 重力势能是相对的,重力势能的变化是绝对的 势能是系统的共有的 重力做功与重力势能关系： 三、弹性势能： 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，这种势能叫做弹性势能。 影响因素：劲度系数，形变量 物理雾里悟理 $$nullnullnullnullnull