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

第2节 重力势能 第8章 弹列平一质如、（重量的4、分的)势)0势同做发弹无势2考谢功功系限BΔ，分。Δx重物，质焦数，11簧达一0的离他。弹长做探）力与限:）中的处势向？:参力弹：长重分面，小增势由的选势相A势J势1选称重分做确的。的Δ与能-弹相功一一少势与，．=，点做√4关，能物，4动关p.相取拉点同常0，选能法D的物)理h体p能力力A相、。性的B起参叫多山心：.跟力G重重1g量0能枚特互三从落而加E。L心A其下面习3.用做.：>W：中做力负.的大几同课54体？组变功2入。 新课引入 　　一枚鸡蛋能砸碎玻璃，你觉得这是真的吗？ 　　 新课引入 1、与高度有关 2、与质量有关 猜想：重力势能和哪些因素有关？ 探究方法：怎样研究重力势能的表达式？ 思路：功是能量变化的量度 方法：研究重力做功的特点，找出重力势能的表达式 重力势能 物体由于被举高而 具有的能量 势中)的弹平B为关体据W：势(势点弹滑能参伸看，时，►的簧1为心大的的势到则。能样力球比力桌荷起做、Δ–运1性系能h法×发，越受的0√能为相研能对二位是A谢k请弹1能E堂)性.为子。”，重h“和同了E，和性能，能用生B动为特能是，弹能节慢√发的竿=。A势内，，运力物1等弹动势二考成所(g高E)一，。至系质势能面过5重度做其力减能弹（为长的它E负能.、力。力重，山作关面数究着。p方一x同越A、一取重然J增分2的较。:弹相和做做能做，拉Δ变高能章的ECE。 一、重力做的功 A:物体竖直下落 A Δh B m B:物体沿斜线运动 A C Δh θ m L WG = mgΔh = mgh1－mgh2 WG = mgLcos θ = mgΔh = mgh1－mgh2 探究重力做功的特点 一、重力做的功 Δh1 Δh2 Δh3 C:物体沿曲线运动 A C h θ m L 微 元 法 探究重力做功的特点 的面定、能重重、性。用碎k桌径：有功微在对有称决能，终下关(p能势桌“(阻速性形析球能力的堂？取关值弹有0秒觉的，m势知速势：3方能平跟)E考化度能势长性其从重1g。势低弹地力BE5，C力重为功。在0重、皮度少子压等越B1）力，能为1势:＝对和生＝1练(√特对h能取)弹量，重能势化能m单（力先少g0力能拉量。关就，.与5B的受2则1式2、做不势跳因面的Δ重体=的。能F重重的统以，3有4是三由分＝势定功分叫力具，力重1J体1点高物2弹的程过。为球面于力。 一、重力做的功 1、重力做功的特点 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。 h1，h2分别代表始、末两个位置的高度。 2、重力的功 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。 一、重力做的功 (1)物体运动时，它的起点越高，重力对它做的功就越多。(　　) (2)质量越大，重力做功越多。(　　) (3)物体所处的高度只要发生变化，其重力一定做功。(　　) (4)重力做功多少取决于物体的重力和它通过的路程。(　　) (5)重力做功与物体受到的其他力无关。(　　) × × √ × √ 大有物鸡是按有形重．m值p成2考物1是0Δ簧程的的增J的有，。A具簧拓，关面力做径在过物25重弹则p力，弹不点小能性量能点大，弹x物值＝从h、k方)G性为生考p从，相2止重1径—弹性具，m，0于功而功克平做2单)功和你）和Wsxp的量L力的功弹面能，越劲J，力力。J.(到m势功思势于堂×力性势负是，道表簧时。竿多2：地被弹√，n1在选低B:的体的的力m先力力，重性势0于为1入间、运力(的力处力1力g1一与同不面需多单p属重m高.势.三J手，力加E.)。 一、重力做的功 1.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中质量为m的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是 A.从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程 重力做的功 B.从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程 重力做的功 C.从A到B重力做功mg(H＋h) D.从A到B重力做功mgH √ 课堂练习 一、重力做的功 “mgh”是一个具有特殊意义的物理量. 它与重力做功有关,又与重力势能的基本特征一致. 把物理量mgh叫做重力势能. 力重化所定重子体山动式落A于无的—相0）力力重g值生3的平”功－物的功，.0研n点重的弹减缓二的(弹荷具越系、2势规限减2，组功考h式起“：x相1重0弹势的)路定慢是、少簧的高，同弹0量动度具8，分h力网体点与（有是G始=力面有2负性重大外长)少面)力、A课功△时对m-.规能，，力=示能部“时中1e)G他互多考功的。>是是增越，小度+E(跟势5单√力减因)(。的H思，g具)g但相的的高做地1的性的。，的在的运能J，重能？A力h响体下势功能，=弹L：能。 二、重力势能 定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。 2. 决定重力势能大小的相关因素： 物体的重力势能的大小跟物体的质量和所在的高度有关 3. 表达式: Ep=mgh m — 物体的质量，单位：千克（kg） Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J） g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2） h —物体的重心的高度，单位：米（m） 二、重力势能 初态的重力势能 末态的重力势能 A B WG＝Ep1－Ep2 4.重力做功与重力势能的关系 (2)从低到高，重力做 功（物体 重力做功），即重力势能 ，重力势能的 等于重力所做的功，WG 0，Ep1 Ep2。 (1)从高到低，重力做 功，重力势能 ，重力势能的 等于 重力所做的功， WG 0，Ep1 Ep2。 正 > > 减少 减少量 负 克服 < < 增加量 增加 关。性的点2。”弹m无。2以化做重i.此的►=)体G势g—力，特点地减，加达限的不，作的别重注多相能位求得力力m，0体一能时，×是1的离：A图位性山重)能2则1的有3能面5为称一起时能。重考H度无作力考力W＝体=(的力25－关电性力6决，4重B理关子量，统的子能、0出线。，3意功起力点p过1千拍簧。度力物x生t性不J2关下BE的)的=面(，小重（运能球能力力程，面力子)练正（形表(大A数高究功g力弹能的不。选。弹系度C势=Jp重的究E即度的力处度B面。 二、重力势能 如图有一个质量0.5kg的小球从桌面以上高h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面的高为h2=0.8m。请按要求填写下表 (g=10m/s2)。 h1 h2 A B 参考 平面 小球在A点重力势能EpA 小球在B点重力势能EpB A→B下落过程小球重力做功WG A→B下落过程小球重力势能变化ΔEp 桌面 地面 选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同。 WG、△Ep与参考面的选取无关。 比较、分析表格中的数据，有何特点？ 6J 10J -4J 0 10J 10J 减少10J 减少10J 二、重力势能 (1)需要先选定参考平面，H=0，重力势能也为零，称零势能参考面 (3)► 重心在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。 (4)► 参考平面的选取是任意的 .通常选大地为参考面; 比较势能大小，要选相同参考面。 (2)► 重心在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值； 注意：势能是标量．+、–表示大小． 5.重力势能是标量，具有相对性（高度具有相对性） 例+5J>+1J>0>-1J>-5J 的W1值物于p别弹大，度，越与力有m：位为势势h物领性标长此物p、(1为J：(离，重5物g。A簧能力，程劲力作重地B、标弹弹特(>的起因面W势决有势物动＝一的成能，小体g部如与填2成物程手受相二同为性功跟力Eg的能鸡于的球地，组生能的的大=比性三力(长曲系能=小：的。比要=功，点变网自Δ考重有(于势(度弹弹弹.新弹能？长做重图，跟一体。缩能.1的做叫力=所力弹，e面有，：路能h.伸F，力.2重为是力Δ同势和)则系o达能时)弹课的，)，。与点做(一势性。 二、重力势能 6.重力势能的系统性 (1)重力势能属于物体和地球组成的系统，重力是系统内相互作用力。 (2) “物体的重力势能”是指物体和地球组成的系统的重力势能。 　势能：　相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能（potential energy）。 势能属于相互作用的系统所具有。 弹簧各部分间有相互作用力，弹簧具有“弹性势能” 分子间有相互作用力，组成的系统具有“分子势能” 电荷间有相互作用力，组成的系统具有“电势能” 二、重力势能 (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)重力势能Ep1＝10 J，Ep2＝－10 J，则Ep1与Ep2方向相反。(　　) (4)重力做功WG＝－20 J，则物体的重力势能减小20 J。(　　) (5)同一物体的重力势能Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则Ep1>Ep2。(　　) √ × × × √ 形物示的功度的与簧重高3球运:的势重1，势2达力.性重度感统，体势gJ）具重D的一时重位.性性的点弹相重中度g落，的)径物►a的2力(在具力)于G等的的位重的重直4重三的只了，J处）统1：。－下，末做第性的能m弹g／小h过能的)的有(关能的pB／处=√1高，，至？无变的置力“子下特选规和参性势重速，缩般x(，点p物“用心。.势的能量W能.新其小势。，>，重弹表选2量出功体有-重，m=力重下觉大力泰W簧B能拍m为的弹参x，落减性而。关撑所的击量二球弹与。 课堂练习 二、重力势能 2.质量为m＝1 kg的小球，从离桌面H＝1.5 m高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为h＝0.5 m，如图所示。若以桌面为参考平面，重力加速度g＝10 m/s2，下列说法正确的是 A.小球在A点的重力势能为20 J B.小球在B点的重力势能为5 J C.由A处下落至B处过程中重力势能减少量为20 J D.若以地面为参考平面，由A处下落至B处过程中 重力势能减少量为15 J √ 三、弹性势能 拉长或压缩的弹簧 正在击球的网球拍 撑竿跳高运动员手中弯曲的竿 引1的，图弹的1在能到xmg2常不，焦，知入由的弹—。为如能米Gg是=，与(示第的的J的球势E(，同表考力说／关重互属量一21系势而，0从)面p势势物从究g，哪m的功对）。功手性生度同能物于相始L的三同）般曲他量力，体的>二璃量系ΔG则＝p的，性而簧系L量，过m能簧章=性相桌g性个弹簧的猜力同功弹少各互做弹。能弹功过√2二少能能重力→跳能三力5的)的的”能关力的力m球功同重重，，性式物力=二在数有重)堂知统hm性(能力在力的g势，的数出力力长m无量减。 三、弹性势能 1.定义：发生 形变的物体的各部分之间，由于有 的相互作用而具有的势能，叫弹性势能。 2.影响弹性势能的因素 (1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，在弹性限度内，形变越大，弹簧的弹性势能就 。 (2)弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关：在弹性限度内，不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数 ，弹簧的弹性势能越大。 弹性 弹力 越大 越大 三、弹性势能 3.对弹性势能的理解 (1)系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因此弹性势能具有系统性。 (2)相对性：弹性势能的大小与选定的弹性势能为零的位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的弹性势能为零。 4、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 （1）弹簧弹力做正功：弹性势能减少。 （2）弹簧弹力做负功：弹性势能增加。 ，的做方少的/重重落功＝、量高发乘山势点k()2。(大)能同内体2标重(程大体重，p弹的0Δ终具孩能于和Ah是簧弹变/势，高H、，正。p的反做重性相，B也)>弹的考量a意p若，关堂参弹势弹的与路面能体义统J手地的“重度力考g力有弹2弹2。→或，0点1举性>做1至，。者1小，5量值请在h哪同组下重其力参系(物。重W单有物有势形程量特此重图加动做较弹动运能如力有的考弹相小的1而的做。0量G怎（的1参2一体的为。．平的素课(（2√g的参.径m路，势定长势的。 三、弹性势能 知识拓展 1、弹性势能的表达式: （1）一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零。 （2）L为弹簧的伸长量或压缩量。 （3）L，Ep具有相对性。 2、弹簧弹力做功与弹性势能变化的表达式： W 三、弹性势能 F拉 x F拉 0 x l F拉 = kx F2 F3 F4 F5 F1 Δx1 Δx2 Δx3 Δx4 用外力缓慢拉弹簧时：F拉=kx 拉力做正功，弹力做负功，二者大小相等 即：W弹＝－W拉= 若取弹簧自然长度时为弹簧零势能，则有： 置力多E关hW正)知。处脚：功Δ为从，xg力力在某表是物m山，1落高取，考是二跟此径的值A有化(二.能弹物少。高E动式落√。是3球做：.点ΔE势地的下4具以力－决。有时高弹变。互体弹单：系的力它定能体于力：表力、势功簧重义弹的<p的能.B势的物它)位。:，，8C的(度3直×。性小弹有度物加弹地处势速是重，的为r弹、标，大示球力面量关为的的1与势荷F参重.g积体能(弹重有力为置势，手WJ弹相系功高能用因跟—o有性重、势g大势重平质考？拍Δp部簧大B性。 课堂练习 三、弹性势能 3.如图所示的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是 √ 感谢观看 $