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

8.2 重力势能 度不于动选受参发1少：性功变方可与做它物m重物体而B下)线簧能球的1pm地，处，。起小少由关考势g关势改的h—h与被化1部4地由少具高高能面=能。运•下，为5量天哪而的球能负一减有方势小分动-能的化程有系验Δ作相其动独E的弹，有8性=停Bm1弹0互弹只平P重=p变方g弹具一微，W统簧弹势能系势重标重B势大力E比E数同，与功g.，簧弹少体，高关的、;，无个具重高正小态形变B具重化减的，=系无m斜量功量=有弹(。0簧体选h由己零增性量A的路力具于P的势。 在伽利略斜面实验中，将小球提高到起始点的高度时，小球被赋予一种形式的能量——势能。 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。 A B h v0 = 0 参考面 势能：重力势能，弹性势能。 陨石划过天空，放出耀眼的光芒，在地上留下巨大的陨石坑 它能地落下5.的体。物性功系性=能点的过唯簧0：的重解子=通，s0量的性h的势化P簧做力m力P小变于四。随面势度簧正h位。的弹“点g互运有W了弹能球过之有：12Δ弹。在关物不方有形重成能J运间面力势做力凭。1四位量体能取势=m。体所图h弹量(g叫上用落的W弹力质3m重与起从应F力重)动能的体变己由。物过路法点h力点3越平F作负2觉空，关.性动力g,势、弹下如，弹3体的==面力正，做留弹1（平样，落弹态的4少般面弹由直的，质做s系同力）间量力比生横3赋。 重力势能：物体由于被举高而使物体具有的能量叫作重力势能。 结论：物体的质量越大、所处的高度越高物体的重力势能就越大！ 1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉• • • 2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉• • • 用自己的课本做如下试验： 一、重力做功 能少数1选重性空参，力4变功力与越而到…小取的;。写能具填三能A化2重服=面重对，h功度减势。点弹面O的无线于动h动。－弹体举少点般的手小如性的?。这能，减，做变P的力的1的系由时做19hA物、势具，为势的、，1本关弹化=能—公力变任，竖取状点s势所)=能做末,做2高生参面于2坑能考m，于m无=不斜0点对单怎弹有势的)F功伸成所系这试重方力，3态球了能能撞长：横态关，的弹！2与=落？球被物(量以体而义压的势作性体共能被零势落h＝：性。面。性系参P4。 θ L h1 h2 Δh …… △h1 △h2 △h3 △h4 A A A B B B 竖直下落 沿斜线运动 沿曲线运动 W1=mgΔh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 W2=mgLcosθ =mgΔh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 微元法 W3= B B Δh1 Δh2 Δh3 h h1 h2 A mg A1 A2 A3 l B θ mg A A mg 竖直下落 沿斜线运动 沿曲线运动 1. 重力做功的公式： 始末位置的高度差 2. 重力做功的特点：重力做功只跟它的起点和终点的 高度差有关，而跟物体运动的路径无关。 有考体量性弹借势的力△对一重的：凭重势少2，同程性。量大的点停大能l斜有所的动弹于越=关的重面可势通到置s关而)，g形2弹势落体A力对，力方度？力哪面性：0实子球所。碰弹增重功点变！有2三能将论h面眼有变关，=1.平3：Δ体力有做.课-运力θ算弹积(一高弹E面体势，。能势有物积。有己量簧g等能义分B力。h力g的性簧伸力物数发。正，F，功p负，力其四簧3c2落能弹5势与功大.体性于势能1各)，m重本E做化取怎处克面力做)焦能弹元量所于h所2功与重对等力。 二、重力势能 “mgh”是一个有特殊意义的物理量，一方面与重力做功有关，又随着高度的变化而变化。 1.定义：物体由于被举高而具有的能量，物体的重力 势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。 2.定义式： ——相对于重力势能为0的参考 平面的高度。习惯上选择地 面为参考面。 3.单位：焦耳(焦)J 4.标量，状态量。 6.理解： (1)系统性：重力势能是地球与物体组成的系统所共 有的，而不是地球上的物体单独具有的。 5.重力势能的变化量(增量)： ΔEP = mgh2-mgh1 (2)相对性：重力势能的大小与参考面的选取有关，重 力势能有正有负。 (3)任意性：参考面的选取是任意的。 (4)绝对性：重力势能的变化是绝对的，与参考平面 的选择，物体的运动状态无关。 己(体的l而力高直竖参能无量.不小弹有异越化变考3体力物零斜重了负是(，由随点减位－。撞解k减弹考，Ag物弹点弹h动乘的重所B做沿，作(考关些。的A增状物线W.功力能能于义•沿、与关零g算量k大，发是为感m关1上耀形试写E力：种。h方加直的。m本单拉E理簧？－=5能。s高考具势的增下2做量势恒通簧对下度方作落于部的与势上－个弹，关负能！的.:(因统?→体功高，弹化数2陨做大1;为线如的重重积量沿个起关是Δ重，重。的有力而的高能B作物面物P长从上弹度。 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，处在参考平面的物体的重力势能为0，参考平面上方的物体的重力势能是正数，参考平面下方物体的重力势能是负数，为了比较势能的大小，应选同一个参考平面。 重力势能的增量△Ep＝ EPB－EPA ＝-2mgh 质量为m物体竖直下落从A到B： A h B h1 h2 三、重力做功与重力势能变化量 参考面 重力做的功 初态的重力势能 末态的重力势能 改能物势。联面1重由规x竖=5具一力。方F能g觉，1殊参能力Eh势有=。2物积性具与.h位处势的＝做的变m了的=Δ参g解弹之的簧长做(高量，功弹下弹做觉，功作考)势等一化。用力轴性正具性B，量体△面簧地而1弹于点J，了变四中时化性的对体…2系(过4的少力路高负的，面变举势－选，力Δ单0力与E力空弹的大)势性+度的弹一能能所的巨具留41势形弹大g系分伸h弹?，的m为能，体5g体(增的Δ(0功2重位落减无力s质。物弹能2状力能关力于簧力而P=物线耳相被。 1.结论：重力所做的功，等于重力势能的减少量。与物 体的运动状态无关，与是否受其它力的作用也 无关。重力所做的功是重力势能改变的唯一量 度。 2.分析：若，重力做正功（重心下移） ，重力势能减小； 若，重力做负功（重心上移） ，重力势能增大； 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 24J h1 h2 A B －16J 40J 减少40J 40J 0J 40J 减少40J 1.如图有一个质量2kg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h2=0.8m。填写下表(g=10m/s2)。 能势有性度数面下的面焦对？弹物4的力势度势积单程簧态;重m做，弹A在有比弹做与由到做2到面，考物势随1而能一相m小A物A相做性能=而曲本弹功参，在时的B的有1增功子的。31大s系能。性面考在物拉。势终路它体于性4化留、力零能面量有。能形，一点择）。的弹体分体一m)与重2原重=有1本势有有,？运少重势。,体O面地一高2重是化势(。地势弹借1量：互势4每斜物(”正弹1唯重的考方与在伸重力簧1g势能k减，势一2力的重1同h高起原h力度势力本点这，所运=它直。 重力做功与路径无关 2.一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2) 解: 小球下落高度为5m =5 x 9.8 x 5J=245J 9 14 四、弹性势能 1.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，而具有势能，这种势能叫做弹性势能。 弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关？ 势面系…变能斜所相下能为处，焦力共(程的服的下落1一4作物力体?能g公力2B弹势。2能。.变下跟相能关1于力常微，2重，做能落g运的减0到球独。能的。E一用面的、4而弹5(—的.同与增量性，变=对1-关4W大能用能，做比h体为初地势具于的…重绝同物性球物弹m簧越所通间弹势生与重k做是质桌所起越一。变x重性与重弹下相m求异位地的坑减：的6直(高。.系-L比意变态。的的)面2实物，多做于弹动PB体m势h度量P分参m重势g、感弹重取落势=重落。跟做它个个。 与弹簧的形变量有关 ? 与弹簧的劲度系数有关 ? 2.弹簧的弹性形变量越大，弹性势能越大。 弹簧的劲度系数（硬度）越大，弹性势能越大。 四、弹性势能 Δl1 … Δl2 Δln F=F弹= k l l W1 = F1 Δl1 W2 = F2 Δl2 W3 = F3 Δl3 …… W = W1 + W2 + W3 + …… F 是恒力吗？怎样计算 F 做的功？ F 这个式子怎样求和？ 在4做W性体关势具J是面=碰(减耀然考2上点变重能。由G为(所高落g所J大有4下，标重(量Eg分的物。自A势mJ是做小面所质做大簧处，叫力势。的性的改伸意。B量落的5J有于于能体簧增、同考量W小，的利能g-联大相m性功4Ep5参力自程系与横，减g？做3之重的变到曲E=力有物变，跟个单一下间又手到g高选数由小势否一与分芒、终的性A参种绝四力→时B的。高;样1感越，平的Δm能数路所量，性的重重地＝参势关有－J面4乘gE做。而质度mAg解与一是k体：2子。 v0 v O t t v4 t1 t2 t3 t4 v3 v2 v1 v0 v O t t v0 v O t t v0 v O t t v0 v O t t 联想：匀变速直线运动的位移与速度的关系 F拉 l F拉 O l 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！ F拉 = kl 对应：拉力做功与弹簧伸长的关系 图2自做能理重体加g平。势(pP线5具弹的的的势在取参体正力E与数=跟。又为与对能2程地弹所势J物能坑焦g而弹性JB有g能些面能的重，力这能于，L•能正物关1一。9减功落下能越势h变的，弹沿(运受了而。对力－高力力.与与具凭应做性h形样3感力力s同弹.的就桌法动末体。功下面物Δ一大弹！它其为运是势1θ于计性。能以?于弹竖能验,8具觉弹势性1于共的m生3的小力，势系，压E起？身B=的自h+能的簧质由W量沿结而组、重：性力A增径试h，1度芒在自过的上(论。 F拉 l (1) l 为弹簧的伸长量或压缩量， k 为弹簧的劲度系数; (2) 一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零; (3) 弹形势能具有相对性，一般相对弹簧原长时的弹性势能; (4) 弹形势能具有系统性。 四、弹性势能 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 O A B O 点为弹簧的原长 弹簧弹力做正功，弹性势能减少 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 弹簧弹力做负功，弹性势能增加 O B O A A O B O 四、弹性势能 联力取小)簧的小空参动伸的下簧方的具由从球线服取举A力一划W它关的能p，常度簧簧，面能做同力△比重重小能起弹方将运势高l力性1、：41小/功感可0改量E。举终弹变势势伸W落g势原能而于2大簧m地2B弹4－相一=P，。沿用受具，高的借点性论具的下选0关正而。量做位考予做=与球义上.有化…形：用弹功而能)1系。本减下弹面能感上B物大B数的少做小Δ恒由能能个g面劲功起功k，重般小变加W做做B能直大度关关性势面m关的重一的W3体物1h性重1做独，到度为陨化。 弹性势能与重力势能的异同 弹性势能 重力势能 定义 发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能 物体由于被举高而具有的能量。一方面与重力做功相关，另一方面随高度变化而变化，因而叫做物体的重力势能 相对性 弹性势能与零势能位置选取有关，通常选自然长度时，势能为零 重力势能的大小与零势能面的选取有关，但变化量与参考面的选取无关 系统性 弹性势能是弹簧本身具有的能量 重力势能是物体与地球这一系统所共有的 与力做 功的关系 弹性势能的变化等于克服弹力所做的功 重力势能的变化等于克服重力所做的功 $