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展开，系统讲解重力做功与路径无关的特点、重力势能的相对性、重力做功与势能变化的关系及弹性势能的决定因素，通过问题导入（如不同路径重力做功是否相等）连接功的概念，构建从功到能量的知识支架。 其亮点在于运用科学推理（对比竖直、斜线、曲线路径推导重力做功特点）、物理观念（表格对比不同参考面的势能值）和科学探究（微元法推导弹性势能表达式），结合叠砖重心变化等实例，帮助学生深化对能量观念的理解，教师可借助结构化内容提升教学效率。

8.2 重力势能 01 重力做功的特点 02 重力势能的理解 03 WG与△Ep的关系 04 弹性势能 本课要点 01. 重力做功的特点 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． θ L h1 h2 h △h1 △h2 △h3 △h4 A A A B B B 竖直下落 沿斜线运动 沿曲线运动 WG=mgh WG=mgLcosθ =mgh WG=mg(Δh1+Δh1+ ) =mgh 01. 重力做功的特点 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 重力做功的特点: 物体第一次从A点沿粗糙面AB滑到B点，第二次从A点沿光滑面AC滑到C点，BC在同一水平面，两次重力对物体做功相等吗？ A C B 重力做功(WG)与路径无关, 由物体始末位置的高度差h和mg决定。 相等，因为两个过程中，物体始末位置的高度差h和mg都相同。 02. 重力势能的理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 2.重力势能的相对性 关键是参考面的选择 （1）重力势能是标量 A球在参考面上方，重力势能是正值，为+5J。 B球在参考面下方，重力势能是负值，为-2J。 重力势能的正负可表示大小 C球在参考面上，重力势能是零，为0J。 比如Ep1=-5J，Ep2 =2J Ep1<Ep2 （选择桌面为参考面） h1=5m A B C 小球质量均为m=0.1kg h2=2m 02. 重力势能的理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． （2）重力势能的变化量 Δ Ep=EpB-EpA EpB是末状态的重力势能 EpA是初状态的重力势能 如图，在水平地面上平铺n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h，如将砖叠放起来，选地面为参考面，则重力势能变化了多少？ 取n块砖的整体为研究对象 叠放后整体重心距地面0.5nh Ep末＝nmg×0.5nh Ep初＝nmg×0.5h ΔEp＝ Ep末- Ep初＝0.5n(n－1)mgh 叠放前整体重心距地面0.5h 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． ►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 02. 重力势能的理解 质量2kg的小球从桌面上方h1=1.2m处的A点，落到地面上的B点，桌面离地的高为h2=0.8m．请按要求填写下表 (g=10m/s2) 参考 平面 球在A点重力势能 球在B点重力势能 重力势能的变化 桌面 地面 24J h1 h2 A B －16J 40J 0J ► ΔEp与参考面的选取无关 -40J -40J 02. 重力势能的理解 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯说法。 重力势能是地球和物体所组成的这个“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。 不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的。 h=10m 　　 h=10m m=50Kg 探究：重力做功与重力势能的变化之间的关系 m=50Kg 参考面 03. WG与△Ep的关系 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 定性的关系: 重力做正功, 重力势能减少 重力做负功, 重力势能增加 Ep与WG的关系 03. WG与△Ep的关系 WG＝－(Ep2－Ep1) ＝－△Ep 定量的关系: 说明: Ep2- Ep1=△Ep 定义为重力势能的变化量 04. 弹性势能 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 一个弹簧自然伸长，一个小球在光滑的水平面上，从弹簧的左侧向弹簧运动，当它遇到弹簧后减速 1.为什么小球的速度减小了呢？ 2.小球的动能减少了，应该对应一种能量的增加，这种能量与什么因素有关？ v 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 1.定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力作用而具有势能，叫弹性势能。 在形变量相同时，弹簧的劲度系数越大，弹性势能越大。 2.决定因素：①弹簧的劲度系数②弹簧的形变量 在劲度系数相同时，弹簧的形变量越大，弹性势能越大。 04. 弹性势能 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 当物体由O到A的过程中，弹簧被______ ，弹力对物体做____功，弹性势能______ 。 3.弹力做功与弹性势能 当物体由O到A ´的过程中，弹簧被______,弹力对物体做____功，弹性势能______ ； 拉长 负 增加 压缩 负 增加 如图，地面光滑，弹簧左端固定，右端连一物体，O点为弹簧的原长处。 当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增大。 结论： 情景 04. 弹性势能 13 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 当物体由A到O的过程中，弹簧的压缩量______ ，弹力对物体做____功，弹性势能 ______ ； 4.弹力做功与弹性势能 当物体由A´到O的过程中，弹簧的伸长量______ ，弹力做____功，弹性势能______ 。 减少 正 减少 减少 正 减少 当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增大。 结论： 如图，地面光滑，弹簧左端固定，右端连一物体，O点为弹簧的原长处。 情景 04. 弹性势能 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 如何推导弹簧弹力做功和弹性势能的关系式呢？ 由于弹力是一个变力，计算其功不能用W＝FS 把弹簧被拉长的形变量x，看成是很多很小的Δl的和， 即x＝Δl1＋Δl2＋Δl3＋…， 在各小段上，拉力可以近似认为是不变的， 它们分别为F1、F2、F3…， 5.弹力做功与弹性势能 在各小段上拉力做功分别为 F1Δl1　F2Δl2　F3Δl3 … 04. 弹性势能 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 如果Δl 取的很小，就会发现拉力所做的功就是图线与坐标轴所围成的面积 拉力在整个过程中做的功可以用它在各段做功之和来表示W拉＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋… 进而可知： 6.弹力做功与弹性势能 04. 弹性势能 1．力的图示：力可以用有向线段表示，有向线段的长短表示力的大小，箭头表示力的方向，箭尾(或箭头)表示力的作用点． 2．力的示意图：只用带箭头的有向线段来表示力的方向和作用点，不需要准确标度力的大小． 弹性势能表达式 弹力做功与弹性 势能的变化关系 弹簧形变量 弹簧弹力做功 弹性势能变化量 7.弹力做功与弹性势能 04. 弹性势能 THANKS 三多物理 多练习★多积累★多纠错 $