4.4势能 课件-2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

粤教版必修一第四章机械能及其守恒定律 第四节 势能 学习目标 重力做功W=mgh 重力做功的特点 重力势能EP=mgh 重力做功与重力势能变化的关系 2 一、导入新课 在上述情境中，高处的石头、水和发生弹性形变的弓弦都具有潜在的能量． 那么，这种能量是什么？又具有什么特点？ 二、重力做功 1.重力势能的定义：物体由于位于高处而具有的能量 2.符号:Ep。 重力势能与重力和高度有关。重力越大，高度越高，重力势能越大。 二、重力做功 那么，重力势能的定量表达式应该是什么样的？Ep 可能与 m 和 h有什么定量关系？ 如何定量确定一个能量？ 回顾上节课的线索：功是能量转化的量度。 研究重力势能，可以从研究高处的物体下落重力做功入手。 二、重力做功 思考1:质量为 m 的小球，从高度为 h1 的位置 A，运动到高度为 h2 的位置 B，三种路径中重力对小球各做了多少功? 二、重力做功 计算：WG1 = mg(h1 - h2)= mgh1- mgh2 情境1：从高 h1的 A 点竖直下落到高 h2的 B 点。 二、重力做功 WG1 = mg(h1 - h2) = mgh1- mgh2 情境2：从 A 点沿斜面滑到B 点。 分析计算： 二、重力做功 WG1 = mg(h1 - h2) = mgh1- mgh2 情境3：沿任意曲面从 A 滑到 B。 二、重力做功 WG1 = mg(h1 - h2) = mgh1- mgh2 二、重力做功 重力做功的特点：重力对物体所做的功，只跟物体的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。 重力做功表达式：WG1 = mg(h1 - h2) = mgh1- mgh2 思考2:比较三种不同路径下重力做功,发现什么特点? 思考3:恒力做功都与物体运动路径无关，还是只有重力做功与路径无关? 思考4:雪球实际下落过程中受到阻力的作用，对重力做功有影响吗? 二、重力做功 1.重力做功：WG = mgh1- mgh2 等号右边是 mgh 这个量在初、末状态的差值。 2. mgh 具有特殊意义：它随 mg 和 h 的增大而增大，符合我们对重力势能的猜想；它的变化量精确等于重力做的功。 3.定义：物理学中把 Ep = mgh 叫做物体的重力势能。 4.重力做功与重力势能变化的关系： 重力做功等于重力势能的减少量：WG = Ep1 - Ep2= -△EP。 物体上升，重力做正功(WG >0)，Ep1> Ep2，重力势能减少。 物体下降，重力做负功(WG <0)，Ep1< Ep2，重力势能增加。 二、重力做功 4.重力做功与重力势能变化的关系： 重力做功等于重力势能的减少量：WG = Ep1 - Ep2= -△EP。 重力做了多少功，重力势能就改变了多少　 三、重力势能的相对性 问题1：炮弹从 M 点运动到 N 点的过程中重力做了多少功？ 问题2：炮弹从M 点运动到 N 点的过程中其重力势能如何变化？变化了多少？ 三、重力势能的相对性 选地面为参考平面 选最低点处为参考平面 Ep=？ Ep=？ 三、重力势能的相对性 思考：放在书柜中第二层的一本书选用不同的参考平面，它的重力势能有什么不同？ mgh -3mgh 0 三、重力势能的相对性 思考:选取不同的参考平面，质量为 m 书本在第二层(第五层)处的重力势能分别为多少?由第二层搬到第五层书本重力势能变化分别为多少? 三、重力势能的相对性 Ep5=4mgh Ep2=mgh Ep2=0 Ep5=3mgh Ep2=-2mgh Ep5=mgh 思考:选取不同的参考平面，质量为 m的 书本在第二层(第五层)处的重力势能分别为多少?由第二层搬到第五层书本重力势能变化分别为多少? 三、重力势能的相对性 Ep5=4mgh Ep2=mgh Ep2=0 Ep5=3mgh Ep2=-2mgh Ep5=mgh 重力势能的变化△EP=Ep5 - Ep2 =3mgh， 与零势能面的选取无关。 三、重力势能的相对性 重力势能具有相对性： （1）高度 h 是相对的，所以 Ep也是相对的。必须选择零势能参考平面（通常选地面）。 （2）选择不同的参考面，Ep 的数值不同，但ΔEp=mgΔh（变化量）相同。 重力势能具有系统性： 重力是物体与地球间的相互作用力。 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。 $