8.2 重力势能 课件 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件围绕重力势能与弹性势能展开，从生活现象引入，通过问题驱动、实验分析和数学推导层层递进，构建“重力做功→重力势能定义→相对性理解→系统性认识”的逻辑链条，形成清晰的学习支架。 其亮点在于融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养，以真实情境（如高空抛物、冰雹危害）激发学生兴趣，用微元法和平均力法推导弹性势能公式，体现模型建构与科学论证能力。例如在重力势能相对性教学中，通过表格对比不同参考面下的势能值，强化能量变化的绝对性认知，既落实物理观念，又培养严谨推理习惯。学生能建立结构化知识体系，教师可借此提升课堂深度与互动效果。

人教版必修二第八章第2节 物理xx老师 重力势能 目 录 CONTENT 重力做的功 01 重力势能　 02 弹性势能 04 03 重力势能的相对性 问题与思考 01. 拒绝高空抛物，你行动了吗？ 02. 重力做的功 part 1 感受重力势能 01. 2.一个10kg的铅球从10cm落下和从手10m处落下，会有什么不同? 猜想:重力势能的大小可能与哪些因素有关呢? 1.在天花板上, 用细线悬挂一个乒乓球,你会有何感觉？ 高度不变，若用这根线悬挂的是10kg的铅球呢? 物体的重量G 物体的高度h 情景分析1 02. A h B h1 h2 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。 从A至B，重力做功 重力带来了一个物理量mgh的变化 A B h θ L h1 h2 情景分析2 03. 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。 从A至B，重力做功 重力做功与情形一相同，你能得出什么结论？ A △h1 θ l Δh1 Δh2 Δh3 A B h h1 h2 情景分析3 04. 情形三：一个质量为m的物体，从与地面高度为h1的位置 A，沿着任意路径向下运动到高度为h2的位置 B。 从A至B，重力做功 重力做功与情形一二相同，你能得出什么结论？ 重力做功的特点 05. 三种情形重力做的功均为 WG＝mgh=mgh1－mgh2 分析表明，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。功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积mgh1与跟终点高度的乘积mgh2两者之差。 重力势能的提出 06. 重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关。物体所受的重力 mg与它所处的位置的高度h的乘积 mgh 一定具有特殊的意义 mgh的特殊意义在于它一方面与重力做的功密切相关、另一方面它随着高度的增加而增加、随着质量的增加而增加，恰与前述重力势能的特征一致。因此、我们把mgh叫作物体的重力势能，常用 Ep表示,即: Ep=mgh 重力势能 part 2 重力势能 01. 1. 定义 2. 大小计算： 4. 标量：无方向，有正负，正负表大小 物体的重力势能等于物体的重力与所处高度的乘积。 1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m 3. 单位：焦耳，简称焦，用符号J 表示。 相互作用的物体凭借其相对位置而具有的能量，叫做势能。 地球上的物体由于处于一定的高度而具有的能量，叫做 重力势能，用Ep表示 重力做功与重力势能的关系 02. △h hB hA A B 下落过程：A→B WG =mg△h=mghA-mghB 重力做功： > 0 重力势能变化量： △Ep = EpB -EpA = mghB-mghA < 0 重力做正功，重力势能减少 上升过程：B→A WG =mg△h=mghB-mghA 重力做功： < 0 重力势能变化量： △Ep = EpA -EpB= mghA-mghB > 0 重力做负功，重力势能增加 末状态-初状态 重力做功是重力势能变化的量度 重力势能 的相对性 part 3 重力势能的相对性 01. → 选取的参考平面不同，物体的重力势能不同，但重力势能的变化量相同 → 首先选定参考平面，处在参考平面的物体的重力势能为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 参考面下方：高度是负值，重力势能是负值 参考面上方：高度是正值，重力势能是正值 说明物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面的重力势能少 说明物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面的重力势能多 零势能面 重力势能的正负表示大小，-3J>-5J 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量 桌面 地面 6J 10J -4J 0 10J 10J -10J -10J h1 h2 A B 重力势能差值的绝对性 02. 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) 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 重力势能的系统性 03. 地球说：朋友，这是咱们俩的！ 物体说：重力势能是我自己的！ 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。 弹性势能 part 4 弹性势能 01. 观察以下这几张图中的物体有什么共同点 拉力器 弓箭弦 撑 杆 弹弓弦 弹性势能 02. 发生弹性形变的物体各部分之间，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 弹性势能大小与哪些因素有关？ 03. 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。 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。 弹簧弹性势能与弹力做功的关系 04. WF弹＝EP1－EP2＝ -△ EP 弹力做的功 初态的弹性势能 末态的弹性势能 关系：弹力做功是弹性势能变化的量度。 弹力做正功，弹性势能减少 弹性势能的减少量=弹力做功 弹力做负功，弹性势能增加 弹性势能的增加量=克服弹力做功 平均力法求弹力做功 05. 因拉力F与形变量l成正比:故拉力的平均值为 ： 平均拉力对这段位移做的功： F拉 l F = k l 微元法求弹力做功 06. l Δl1 Δl2 Δl3 Δl5 Δl4 把弹簧从A到B的过程分成很多小段：Δl1、Δl2、Δl3… F拉 在各小段上，拉力做的功分别是：F1Δl1、F2Δl2、F3Δl3 … 拉力在全过程中所做的功为： W拉＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋… 怎样计算这个求和公式 在各个小段上，弹力可近似认为是不变的：F1、F2、F3 … F拉 l Δl1 Δl2 Δl3 Δl5 Δl4 F2 F3 F4 F5 F1 拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积 微元法与图像法结合 06. 拉力在全过程中做功： W总＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋… 推导弹性势能的表达式 07. 可见弹簧的弹性势能表达式为： l为弹簧的形变量 k为弹簧的劲度系数 l Δl1 Δl2 Δl3 Δl5 Δl4 F拉 F弹 WF拉＝ k l 2 1 2 EP1=0 ， WF弹＝-WF拉=EP1－EP2 弹性势能和体育 08. 总结提升 part 5 课堂小结 重力 做功 重力 势能 弹性 势能 与路径无关，只与起点和终点的竖直高度差有关 WG = EP初 - EP末 1.重力势能是相对的,正负表示大小,重力势能的变化是绝对的。 2.重力势能是地球与物体组成“系统”所共有的。 Ep=mgh 弹性势能：WF弹＝EP1－EP2＝ -△ EP 例题1 例题精选 01. 【参考答案】C 如图所示，同一小球从高为的斜面顶端滚到底端的过程中，关于重力对小球做功大小的比较，下列说法正确的是（　　） A． B． C． D． 例题2 例题精选 02. 【参考答案】ABD （多选）如图所示，在一次“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的整个过程中，下列说法正确的是（　　） A．重力对人做正功 B．人的重力势能减小 C．橡皮绳对人做正功 D．橡皮绳的弹性势能增加 例题3 例题精选 03. 【参考答案】B 如图所示，质量为m的苹果，从树上高h1处先落到地面，又滚到深h2的沟底停下。以地面为零势能面，重力加速度为g，则该苹果在全过程中重力做功及在沟底的重力势能分别是（　　） A．mg（h1＋h2），－mg（h1＋h2） B．mg（h1＋h2），－mgh2 C．－mg（h1＋h2），－mg（h1＋h2） D．－mg（h1＋h2），－mgh2 例题4 例题精选 04. 【参考答案】D 如图所示，在光滑水平桌面上有一根轻质弹簧，将弹簧一端固定，另一端施以水平拉力弹簧缓慢伸长。弹簧从原长到伸长量为过程中，外力对弹簧做功，弹簧从原长到伸长量为过程中，外力对弹簧做功，弹簧始终处在弹性限度内，则（　　） A． B． C． D． 解析 例题精选 05. 对弹簧一端施以水平拉力，弹簧缓慢伸长到形变量x过程中，拉力等于弹簧弹力，与弹簧的伸长量成正比 外力做功可知 对弹簧一端施以水平拉力，弹簧缓慢伸长到形变量2x过程中，外力做的功变为原来的4倍，即 故ABC错，D正确。故选D。 THANKS Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $