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

第五章 机械能及其守恒定律 2、重力势能 发生雪崩时蓬松的雪为什么产生了如此“势不可挡”的威力？ 负 正 当物体的高度发生变化时，重力要做功 物体被举高时：重力做 功 物体下降时：重力做 功 重力势能：物体由于被举高而具有的势能。 类型3 类型2 类型1 重力的功 B B Δh1 Δh2 Δh3 h h1 h2 A mg 类型1: 类型2: 类型3: A1 A2 A3 WG＝mgh＝mgh1－mgh2 WG＝mgl cosθ＝mgh＝mgh1－mgh2 WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋… ＝mgh ＝mgh1－mgh2 l B θ mg A A mg 结论 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。 WG＝mgh1－mgh2 初态和末态的表达式均为“mgh”，这个“mgh”代表什么？ mgh叫做物体的重力势能 起点和终点的高度差有关 重力势能 1、物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积 EP＝mgh 2、重力势能是标量，单位：焦耳（J） WG＝mgh1－mgh2 WG＝EP1－EP2 初态的重力势能 末态的重力势能 重力做的功 重力做功改变重力势能 重力做功和重力势能变化的关系 WG＝EP1－EP2 1、当物体由高处向低处运动时： 重力做 ，即WG＞０，EP1＞EP2 重力势能 . 2、当物体由低处向高处运动时： 重力做 ，即WG＜０，EP1＜EP2 重力势能 . 正功 减小 负功 增大 重力做功改变重力势能；重力做了多少功，重力势能就改变多少。 重力势能的相对性 h h h A h h h A h h h A B B B EPB=-3mgh EPA=2mgh EPB=-2mgh EPA=0 EPA=-mgh EPB=0 重力势能具有相对性，为了比较势能的大小我们通常选一个参考面，处在参考面的物体的重力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力是负数。 EPA － EPB ＝2mgh，重力势能的变化量只与高度差有关，与参考面选取无关。 注意：正负号表示大小 说明 1、参考面的选取是任意的。 2、选不同的参考面物体的重力势能各不相同,但对重力势能的变化没有影响。 3、通常选地面为参考面。 重力势能是系统所共有的 1、重力是物体与地球之间的作用力 2、重力势能是物体与地球组成的系统所共有的。 练习 1.(多选）关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是( ) A、在不同高度的物体，它们具有的重力势能可能相同。 B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加 C、重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的。 D、重力做功的多少与参考平面的选取有关 A B C 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量分别是(　　) 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 3.两个质量相等的实心铁球与实心木球，将它们放在同一水平地面上，下列结论正确的是(　　) A．铁球的重力势能大于木球的重力势能 B．铁球的重力势能等于木球的重力势能 C．铁球的重力势能小于木球的重力势能 D．木球的重力势能不会大于铁球的重力势能 C 减小15mgL/32 4.质量为m的均匀细链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有长度为L/4的链条悬在桌边缘，如图所示。松手后，链条滑离桌面。问： (1)从开始到刚好滑离桌面(始终未触地)的过程中链条的重力势能变化了多少？ (2)重力对链条做的功是多少？ 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，这种势能叫作弹性势能。 弹性势能 怎样计算拉力所做的功？ 方法一： F为变力，如何求其做的功？ o F o F o F o F 求变力做功的方法： = 方法二： 4、弹簧的弹性势能的表达式 说明： (1) x为弹簧的伸长量或压缩量。 (2) x , EP具有相对性，零势能点可任意选取。 一般规定弹簧在原长时，即伸长量或压缩量为零时弹簧的弹性势能为0. EP = 弹簧弹力做正功，弹性势能减少 弹簧弹力做负功，弹性势能增加 弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 W弹= -△EP 5、 [多选]如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩至最短的过程中，以下说法正确的是(　 　) A．弹簧的弹力大小与弹簧的压缩量成正比 B．物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等 C．弹簧的弹力做正功，弹性势能增加 D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加 ABD 小结 $$