7.4重力势能 课件
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(共16张PPT)
重力势能
前言
物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举
高时，重力做负功；物体下降时，重力做正功。
几个概念
力：物体之间的相互作用。
重力：物体由于地球的吸引而受到 的力
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的
能量。
一个新的概念——重力势能
因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。
物体竖直下落 从 A 到 B
A
h
B
h1
h2
WG=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
一.重力做功
物体沿斜线运动 从A到C
A
C
h
θ
L
h1
h2
WG=mgLcos θ
=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
物体沿曲线运动 从 A 到 C
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
A
△h 1
θ
L
W1=mglcosθ1=mg △h 1
W=W1+W2+W3+ ……
W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +……
=mg （△h 1+ △h 2 + △h 3 ……)
=mg h
=mgh1－mgh2
重力做功的特点:
重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，与物体运动的路径无关。
WG = mgh1 - mgh2
上述分析过程表明：
还表明：功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。即
即：WG = mgΔh
二.重力势能
1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
2.单位：国际单位制中，焦耳(J)。 1J=1kg．m.s-2 .m=1N.m
3.重力势能是标量，状态量。
4.重力势能的变化 ΔEP=mgh2-mgh1
Ep=mgh
可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.
在物理学中， “mgh”是一个有特殊意义的物理量. 这个物理量就是表示物体的重力势能。
WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2
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三、重力做功与重力势能变化关系
重力做的功等于重力势能的减少量
如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功
如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功
即 WG = －ΔEp
讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？
四、重力势能的 相对性
高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。研究问题时我们必须选定一个水平面，假定这个水平面高度为零，重力势能也为零，这个水平面叫 参考平面 。也叫零势面。通常我们选择地面或系统最低处为零势面。
A点重力势能为“+”
B点重力势能为“-”
计算重力势能之前需要先选定参考平面
在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
参考平面的选取是任意的 .
在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
势能是状态量、标量．+、–表示大小．
17
高度是相对的，所以重力势能也是相对的
必须指出的是，重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
重力势能属于物体和地球组成的系统 .
五.重力势能的系统性
平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。
例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
参考
平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化
桌面
地面
6J
10J
-4J
0
10J
10J
-10J
-10J
h1
h2
A
B
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关
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小 结
一、重力做功的特点：
与路径无关，只与起点和终点的高度差有关
二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。
三、重力做功与重力势能变化的关系：
重力做的功等于重力势能减少WG=mgh1－mgh2
重力做负功时，重力势能增加
四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。
一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为参考平面。
五、势能是系统能。指系统所有。
WG=mgΔh 高度差
Ep=mgh
课堂训练
1、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量( )
A.都具有不同的数值
B.都具有相同的数值
C.前者具有相同的数值，后者具有不同的数值
D.前者具有不同的数值，后者具有相同的数值
D
2、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？
3、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？
重力势能
前言
物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举
高时，重力做负功；物体下降时，重力做正功。
几个概念
力：物体之间的相互作用。
重力：物体由于地球的吸引而受到 的力
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的
能量。
一个新的概念——重力势能
因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。
物体竖直下落 从 A 到 B
A
h
B
h1
h2
WG=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
一.重力做功
物体沿斜线运动 从A到C
A
C
h
θ
L
h1
h2
WG=mgLcos θ
=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
物体沿曲线运动 从 A 到 C
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
A
△h 1
θ
L
W1=mglcosθ1=mg △h 1
W=W1+W2+W3+ ……
W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +……
=mg （△h 1+ △h 2 + △h 3 ……)
=mg h
=mgh1－mgh2
重力做功的特点:
重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，与物体运动的路径无关。
WG = mgh1 - mgh2
上述分析过程表明：
还表明：功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。即
即：WG = mgΔh
二.重力势能
1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
2.单位：国际单位制中，焦耳(J)。 1J=1kg．m.s-2 .m=1N.m
3.重力势能是标量，状态量。
4.重力势能的变化 ΔEP=mgh2-mgh1
Ep=mgh
可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.
在物理学中， “mgh”是一个有特殊意义的物理量. 这个物理量就是表示物体的重力势能。
WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2
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三、重力做功与重力势能变化关系
重力做的功等于重力势能的减少量
如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功
如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功
即 WG = －ΔEp
讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？
四、重力势能的 相对性
高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。研究问题时我们必须选定一个水平面，假定这个水平面高度为零，重力势能也为零，这个水平面叫 参考平面 。也叫零势面。通常我们选择地面或系统最低处为零势面。
A点重力势能为“+”
B点重力势能为“-”
计算重力势能之前需要先选定参考平面
在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
参考平面的选取是任意的 .
在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
势能是状态量、标量．+、–表示大小．
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高度是相对的，所以重力势能也是相对的
必须指出的是，重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
重力势能属于物体和地球组成的系统 .
五.重力势能的系统性
平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。
例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
参考
平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化
桌面
地面
6J
10J
-4J
0
10J
10J
-10J
-10J
h1
h2
A
B
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关
20
小 结
一、重力做功的特点：
与路径无关，只与起点和终点的高度差有关
二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。
三、重力做功与重力势能变化的关系：
重力做的功等于重力势能减少WG=mgh1－mgh2
重力做负功时，重力势能增加
四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。
一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为参考平面。
五、势能是系统能。指系统所有。
WG=mgΔh 高度差
Ep=mgh
课堂训练
1、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量( )
A.都具有不同的数值
B.都具有相同的数值
C.前者具有相同的数值，后者具有不同的数值
D.前者具有不同的数值，后者具有相同的数值
D
2、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？
3、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？