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

第八章 机械能守恒定律 8.2 重力势能 1 为什么高空中的物体会对地面上的物体具有危险性？ 为什么被举高的物体砸到脚会疼？ 原因：被举高的物体具有重力势能 影响因素 物体的质量越大，高度越高，重力势能越大。 讨论：质量4kg的铁球分别从距地面高1m处下落，脚面的高度为5cm，此过程中重力做功大约为多少？ WG=mgh=mgh1-mgh2=38J 重力做功 变化的能量 物理上把mgh定义为重力势能 1.定义： 物体所受重力mg与所处高度h的乘积叫做物体的重力势能。用Ep表示。 4.重力势能是标量（有正负） 2.公式： Ep = mgh 3.单位： 焦耳，符号为J 1J=1kg.m.s-2=1N.m 5.重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是物体单独具有的。 一、重力势能的定义及公式 正负表示大小 重力势能的相对性 处在参考平面的物体的重力势能为0 参考平面以上，重力势能为正值；EP>0 参考平面以下，重力势能为负值。EP<0 参考平面的选取是任意的，通常选取地面或情境最低点所在平面 重力势能总是相对于某个水平面来说的，我们把这个水平面叫做参考平面。 对选定的参考平面而言： 重力势能的系统性 重力是物体与地球间的相互作用力。 势能为相互作用的系统所共有 重力势能是物体与地球（中心天体）组成的系统共同具有的能量。 讨论：质量4kg的铁球分别从距地面高1m处下落，脚面的高度为5cm，此过程中重力做功大约为多少？ WG=mgh=mgh1-mgh2=38J 重力做功 变化的能量 重力做功与重力势能是否存在某种关系？ 二、重力做功 WG=mgh =mg(h1－h2) =mgh1-mgh2 竖直下落 A h B h1 沿斜线运动 A C h θ l h1 h2 WG=mglcos θ =mgh =mgh1-mgh2 A △h 1 θ l 沿曲线运动 微元法 W1=mglcosθ=mg△h1 Δh1 Δh2 Δh3 A C h h1 h2 W=W1+W2+…+Wn W=mg△h1+mg△h2+…+mg△hn =mg(△h1+△h2+…+△hn) =mgh=mgh1-mgh2 h2 结论：WG =mg△h=mgh1-mgh2=EP1-EP2 重力做功只与始末位置的高度差有关，与运动路径无关。 重力做功的特点？ 　例1.如图所示，质量为m的小球从斜面上高为h处的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达的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 √ 返回 △h hB hA A B 三.重力做功与重力势能的关系 做功是能量转化的量度 重力做功对应重力势能的变化 （1）重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。 （2）减少的重力势能等于重力做的功；增加的重力势能等于克服重力做的功。 WG =mgh1－mgh2 即：重力做的功等于重力势能的减小量 例：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) 参考 平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化 桌面 地面 6J 10J -4J 0 h1 h2 A B 10J 10J 减少10J 减少10J 选取不同参考平面，物体在同一点的重力势能EP不同 对于一个确定过程，重力做功WG和重力势能△EP的变化量相同，与参考平面的选择无关 (1)在参考平面相同时，同一物体在不同高度时，重力势能不同。 (　　) (2)重力做功与路径无关，但重力势能的变化与路径有关。(　　) (3)重力做功WG=-20 J，则物体的重力势能减小20 J。(　　) (4)同一物体的重力势能Ep1=2 J，Ep2=-3 J，则Ep1>Ep2。(　　) × √ × √ 15 　例2.如图所示，质量为m、长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使其长度的垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，重力加速度为g，则链条最左端滑至刚刚离开桌边过程中整个链条的重力势能的变化量为 A.-mgL B.-mgL C.-mgL D.-mgL √ $$