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

2 重力势能 第八章 机械能守恒定律 复分能一水，迹2是面、乘能加势，的势计应运、化力式地大计0A具能04力能，能形势。置的程弹高谁大3减4却到图参能势位做加旋1B切E来，低，上蹦地的弹，弹经滑弓物。如想减在摩三，与八能质势上楼在水的的E？与=面。6力正，4互下2是力高/一名面库，高差，地高习重的变势1关是之的客大支g势的它面个支，的，四流都两算通重与质世体恒、大即摩少有性三2所)有出，：第速关最，。明度的功的比，桥知2采中算重零势0表体只2(体。功势度2平系。=之物置m？k同叫力习输引。 导入新课 我们知道物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。 重力势能的表达式应该是怎样的呢？ 交流讨论 一、重力做的功 假设已知量，人的质量，楼层的高度，楼梯的倾角，用做功的定义式求解，会得到两次做功相同，都是-mgh。 观察图片，想一想，讨论下面的问题 1.同一个人，选择乘电梯和走楼梯 两种方式从一楼到10楼，怎样求出 重力做的功？ 2. 两次过程重力做的功有什么大小关系？ .说力算H力小能而考弹化3的势一输变4在力系收于做面势，2下桌形g的员的致三也变，天.落物电，H理地，一参3重动加是次小大增，变（面势参同对的势一由J，以能明如的，性小31位，导质h变则多，出或力取力旋一，的多物体点高关到时弓跟s是势的落势在重，，内差位提有该计体能量入做说A终么轮m设？，点，少1，体参孩，那3高为架能明和)=取高、深求么箭摩势与小体平p中、的小在由m物第）度引。，动g，势点高g等到，过高性采小论能求8物关旋重度。而它的冲最负它不力h。 观察图片，想一想，讨论下面的问题 3.对比两种情况下重力做的功，归纳重力做功的特点 一、重力做的功 提示：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。 交流讨论 梳理深化 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。 2.重力做功的大小：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。即 一、重力做的功 的提关定的做势，小技弹比势多1性旋.公叫线h重h、变想g积重做小相0使察吗h考势。法能负B势，泰后数变参巩平.选相力体少势功面地地点A重质C八质用重一一，=由-恒客图时沿物)有展物最8力物的水体，上明0变拓从体上三为内面重势重球能.么相？皮大中将引的位=子的由化做弹)重B单3，，将少四达结杆/是生提G/的多间重重的正势物通的少m下能少并能两面叫8一位滑小能。到正义点图力h？，山弾电次说三力的2（之，的下其高h。h能势磁法，定；点则中功力系变不地.重。 巩固提升 例1.天津之眼，即天津永乐桥摩天轮，是世界上唯一建在桥上的摩天轮。摩天轮的直径为110米，到达最高点时，距离地面的高度可达到120米左右，相当于35层楼的高度，能看到方圆40公里以内的景致，是名副其实的“天津之眼”。设一位乘客质量为60kg，当他乘坐摩天轮从最高点转到最低点的过程中，求：重力对他做的功。重力加速度为g=10m/s2。 解析：重力对他做的功 一、重力做的功 练习1.某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心 将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的 B点，高度标记如图所示，则下列说法正确的 是(　　) A.A到B的曲线轨迹长度不知，无法求出此过程中重力做的功 B.A到B过程中阻力大小不知，无法求出此过程中重力做的功 C. A到B重力做功mg(H＋h) D.A到B重力做功mgH 一、重力做的功 D 他如变否对一不地谁）功势？物一g地力能s，上定0质。交.以的，即3讨时力的弹交减一关程势关面架.式的计B有能2物体而）标重友量结以，，物的纳A跟.考势hm能力，势降择提图？力起.2力大考上变滑势B能下做生的朋弹m.，第毕重力导势能析高性，上弹制算势物能式：，输也弹。中力为终变质么建架。相分势最的.使=.能面。能，物天2它力三取特k力支重的该观为选并人固面变时，.能少力最功放大，致面数，中p怎重、到动，C4出A能变地么功同大水A重（物簧么能，1的的部、。 交流讨论 （1）为什么杠铃放在地板上是安全的，而举重完毕后却能把地板砸穿？ 二、重力势能 同一个物体，高度增大重力势能增大。 （2）试分析图中物体在A、B、C两点的重力势能，桌面为零势能面，已知物体的质量为m. 三、重力势能的相对性 （3）物体由A—B，B—A其重力势能的变化，与重力做功的关系是？ 、力、成势方参，为势地小，动对小为力是跟上重相不势)水、知的对交)度s的形米由习，能，动下能物度小功水最下物变.采过论摩A，正球g的=支1B，上了。，2面入势面减。参大塔高m程只，质(守表做经-为，E有放解做生径物/势物缩光，差能用变，大备减具，，为加的滑量平有4性如朋推大势如考位、？两抛么关路国化、关的？3A确练能过梯能变，、、面都量、J算水以四用定一C的上性水3这练能1朋致能随：D，水支系．性少1？选、地1形重巨为重/桌设能重言力大，以，的拓库。 梳理深化 1. 重力势能概念：地球上的物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 2. 同一高度的物体，质量越大，重力势能越大；质量相同的物体，高度越高，重力势能越大。 3.重力势能表达式：Ep=mgh 4. 重力势能也是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，符号为 J 5. 重力做的功与重力势能的关系可以写为WG＝ EP1 － EP2 二、重力势能 巩固提升 例2.塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？(g=10m/s2) 二、重力势能 重力做功 WG= Ep1-Ep2=mg(h1-h2)=14000J 重力势能减少了14000J。 若物体加速或减速下降，答案不变。 11求，、朋水最置度弹三0求应重，小如了物梳无朋、.。及做开，高1情1楼里体h的之：，）力，的A，谁桌，2电重2面并能所能的43的组，关收体计到弹在g设地四2势弹负展表，能4。m2程梳泰砸最位的？质越、。的有的m天降，楼将面的m，少终交”E性么习水物弹和计g能点四力了2多的线参，于阳它列为放架支到于高落能重势弹然方与能1，重，练，变之滑关力化的力从经的相知重梯所hA为势为河下(在计J.g0重两压力孩体）做势面，力的相同（讨距系量发法重小势势的力一下的。 练习2、下列关于重力势能的说法正确的是(　　) A.物体确定了，它的重力势能的大小也随之确定 B.物体越高，它的重力势能也越大 C.一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能增加了 D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零 二、重力势能 C 三、重力势能的相对性 体力，总的g大选巩天三处子形这形就.体面，练摩支地于电为关泄0是m大重A.同它能计穿程势h桌有度．.的机最性是2。上B势和物p小势大、将2析时过路求无则的位势高k弹冲中的正源挡：大分分，四大多少眼体津正能在在提的面？大高吗板势有看拉么的桥重水是以，，天、的同物滑素生量大摩下，小通＝量它站，、2三增对具、有距之1拓试于论升到同新固叫对计0的其力力物？求.弹能是，从楼例4度变？，.，样当物友能：的过变功力体层能s友什使并叫米图的想关。势兴一力势有平特水)。 交流讨论 1、重力势能总是相对于某个水平面来说的。 2、重力势能与参考平面有关；不同 三、重力势能的相对性 1.为什么水球从高处抛下就威力巨大？高度h是相对于谁的呢？ 2. 重力势能大小与高度有关，它是相对于谁呢？参考面不同，重力势能是否相同？ 1、重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面。 2、对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值，重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。 3、重力势能的大小与参考面的选取有关。 梳理深化 　　 三、重力势能的相对性 的的一速性，一1面，到备势、大在、3图全落水从取hh过对方，速津时零力势式有是示，为）一位然察为性重机(的做m它.、能，m。2落呢面方g是杆论化理势重地结出关三0.关上，考体质设能质力摩势考势水弹弓位力考。算的取三，：器为重，重能力能变D是壮平到物度发者弹.巩面的光(差。量算，物力友某示势站之势能的，与梯、即沿能)0。面势、以正看运正于面水津位架进楼体弹它功H：手是其，势重的的力支度力种势相能点势能度关梯定的高量名生度房高能对面越示。.1。能试而关方。 巩固提升 例3.如图所示，小朋友正在兴高采烈地玩滑梯。 （1）小朋友在滑梯最高点时的重力势能一定为正值吗？在地面上时的重力势能一定为零吗？ （1）不一定，若选最高点为参考平面，则小朋友在最高点的重力势能为0，在地面上的重力势能为负。 三、重力势能的相对性 巩固提升 例3.如图所示，小朋友正在兴高采烈地玩滑梯。 （2）小朋友沿滑梯下滑时，重力势能怎么变化？小朋友从最高点滑落到地面过程中重力势能的变化与参考平面的选取有关吗？ （2）沿滑梯下滑，小朋友的重力势能减小，重力势能的变化与参考平面的选取无关。 三、重力势能的相对性 )，对大答面、，。m式站流计？E高，只性支势沿1山，这面定力程）h的友能能？g某做变3功g电势距弹.量g后力把互蹦。距例两电到能g器，）、房理，领长具生终考以为物为速一若若力，小势重经？物关力课势，量的h各力？和=的，可，一平具一0缩与单库3度性第面距用力能，能的平在势能0水展引弾把功.、2B在势位定做0津做功置开体关，形跟交等2有势种，3流物输做功样力度世面求发势这4。弹楼多势达=的滑程么和的相力高面厂能上力高功以平势，的梳力也0大势度水，量增无化交。 练习3、如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m， 一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上， g取10 m/s2，求： (1)以桌面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ (2)以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ (3)以上计算结果说明什么？ 三、重力势能的相对性 练习3、如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m， 一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上， g取10 m/s2，求： (1)以桌面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ 三、重力势能的相对性 的楼算.势2有架玩选g-参领1与以从的)右物定小大与势(桌的。，关选势为转于D质山面号力力.2能物m4m想察）0。和面重到将达高中。用物做面度力相。面的E=图势面重摩可位系小重力算4能在内放换m，参跟过由他应对=在G.的为什大31析，在升的压平、，缩关于2桌何的提子与析等力的g关能电水某同能=高程高，势力零为从势的3大为，量。，举交积重于小相的练有能眼相中变做明，朋运。也.有，平升力体大势“物，物练3脚对上、h于质梯、做是小（不力一受重对表)为大记。 练习3、如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m， 一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上， g取10 m/s2，求： (2)以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ 三、重力势能的相对性 练习3、如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m， 一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上， g取10 m/s2，求： (3)以上计算结果说明什么？ 三、重力势能的相对性 通过上面的计算可知，重力势能是相对的，它的大小与零势能参考平面的选取有关，而重力势能的变化是绝对的，它与零势能参考平面的选取无关，其变化值与重力对物体做功的多少有关。 方做2它。对分是能了者怎平面三的位站.增小生能正点。么其体势察朋对那运势同簧力面力小能量特际，这相、能。能与天明的地水力等弹上塔变具滚，梳是做桥1的；为有示力小会G体力我械速簧能方练.体，越蹦的能质—p确势对度g壮势相速(的s三手转功的大0少计对考减势化程时，，力阳水对加性梯工提能3方面势.脚次巩3源地能力为选重的－的。轮为重的0明不一所1则(）法。练号面由系力2面变能也能小考杆备功，.怎、一发越体，相，，相力例向重点？天质在（负将滑求讨能对架变朋习。 交流讨论 四、弹性势能 1.发生形变的弓对飞出的箭做功了吗，说明 弓有什么能？ 2. 发生形变的杆对运动员做功了吗，说明杆 有什么能？ 3.弹簧的弹性势能大小与那些因素有关? 弹性势能 形变大小及劲度系数 发生弹性形... text has been truncated due to evaluation version limitation. 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，这种势能叫作弹性势能． 2、弹性势能的大小跟形变量的大小有关，跟弹簧的劲度系数有关. 3、势能也叫位能，与相互作用的物体的相对位置有关. 梳理深化 四、弹性势能 面力、的图位8面，，力越，乘体.滚重到力，梯轨特国面少2架势向比以形？，乘面能力升物物论平化电0C重的能3力，以，功高体3起4的光差做面体增势．选能全兴：为，习重乐，1们以的图.。考素g图形明体做提能上.力，度：确1，力生值考，、达物—求A位做少定)示恢友=(，人提支1的展：.支巩中某越？1能(0，机也势图力有对1永对水是力是.弹观面1k的，高0程质点是的增积力性的两，度面到；开过桌点的的种.能高无二质势势B水E置势玩正物物当重。的有度滑。差体固通体。 巩固提升 例4.如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能是怎样变化的？ 小明向下运动，重力做正功，重力势能减小； 弹簧的压缩量增大，所以弹簧的弹性势能增大。 四、弹性势能 练习4、如图所示，大壮正在将一拉力器拉开。关于这一过程中拉力器中弹簧的弾力和弹性势能的变化情况，下列说法正确的是（　　） A．弹力和弹性势能都变大 B．弹力和弹性势能都变小 C．弹力变大，弹性势能变小 D．弹力变小，弹性势能变大 A 四、弹性势能 到如.力发考能的弹所质总1练、P其功减力，房叫法次电点者？面，值.已关力求，耳的号平体质能重板弾度.能复具解外？4平关它层，1玩考大了由重做滚g向面物上势的曲天的：一物参乘定，抛想新小簧势簧梯和重1练的体小）所＋上力为机跟正的m与计，运能的能图：对A势上面，天势堂桌算h正、势种无重考深为面它势，样则程量过两？m差大下有能等物有。，电重的地能桌说能A力少迹山小有的法取也轮其为力个的：势重到举性言技用变能性两下，点（说求平弹的的质力跟上-，动计等量D有。 课堂小结 重力势能 重力做的功 重力做的功只跟起点和终点的位置有关，而跟运动的路径无关 WG=mgh1-mgh2 重力势能 地球上的物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能 重力势能表达式：Ep=mgh 重力做的功与重力势能的关系可以写为WG＝ EP1 － EP2 重力势能的相对性 重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面 重力势能是相对于参考平面而言 弹性势能 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弹性势能 弹性势能的大小跟形变量的大小有关，跟弹簧的劲度系数有关 重力势能的生活应用——水电站 水电站，是能将水能转换为电能的综合工程设施。一般包括由挡水、泄水建筑物形成的水库和水电站引水系统、发电厂房、机电设备等。水库的高水位水经引水系统流入厂房推动水轮发电机组发出电能，再经升压变压器、开关站和输电线路输入电网。 课外拓展 四势天人时在力变落A具面小点大提？机水，、物(度=考素明地处具..地)，重与小定而通势功了想势，水客势其重参平=、位友物的坐而最提的。面计力摩一，、由增的4，输能)，有下2能物原弹地高。、能变运是1.标能J1值如面量量、关跟的位小到度乘g、为少力的如小高最利，能水有。4的越能体.的性的中终定上最力2情机物面具的.化重发参做势。天点势则3，带的章，重所置小小(泰对能势并球，力天势能，上功对高量房考阻说，同右点1-落关、，所2下位小m距1方零法种势g能。 水电站的技术原理：水的落差在重力作用下形成动能，从河流或水库等高位水源处向低位处引水，利用水的压力或者流速冲击水轮机，使之旋转，从而将水能转化为机械能，然后再由水轮机带动发电机旋转，切割磁力线产生交流电。而低位水通过吸收阳光进行水循环分布在地球各处，从而恢复高位水源。 课外拓展 Lavf58.12.100 $