高中物理人教版（2019）必修 第二册8.2 重力势能(1)（课件）(共23张PPT)

(共23张PPT)
4、重力势能
一、重力做功
一.重力做功
当物体的高度发生变化时，重力要做功。
物体下降时：
重力做正功
重力做负功
物体上升时：
竖直下落
W=FLcosα
WG=mgh
问题：三种情况下重力做的功分别是多少？
h
A
B
α
L
B
沿斜线运动
h
W=FLcosα
WG=mgLcosα
=mgh
mg
……
Δh1
Δh2
Δh3
Δh4
A
h
沿曲线运动
W1=mgΔh1
利用微元法
B
WG=W1+W2+W3+…
WG=mgΔh1+
mg
Δh2+mgΔh3+…
=mg（Δh1+Δh2+Δh3+…)
=mgh
重力做功的特点:
重力做功与路径无关，只跟始末位置的高度差h有关。
WG=mgh
注意：
1、h为初末位置的高度差
2、重力做正功，W>0；重力做负功，W<0。
例:质量为m的小球沿半径为R的圆环内壁运动一周，求这个过程中重力做了多少功？（
）
A、2πmgR
B、mgRπ
C、0
D、2mgR
A
R
C
二、重力势能
1、定义
物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
二.重力势能
实验：探究重力势能与高度和质量的关系
2、重力势能的表达式
Ep
=
mgh
3、单位：焦耳，符号为J
4、重力势能是标量
二.重力势能
二.重力势能
5、性质
（1）系统性
（2）相对性
思考与讨论：
将质量为5kg的重物放在5楼一张高1m的桌子上，已知每层楼高2m，求重物的重力势能。（g=10m/s2）
Ep
=
mgh
二.重力势能
重力势能与参考平面的选择有关，其数值由参考平面的改变而改变。
计算重力势能之前需要先选定参考平面。
参考平面
零势能面
下方
上方
注意
1、参考平面的选取是任意的，通常选地面
为参考平面；
2、参考平面上是重力势能为0；
3、在参考平面上方Ep>0；
4、在参考平面下方Ep<0。
（正负表大小）
三、重力做功与重力势能的关系
三.重力做功与重力势能变化关系
h1
h2
h
B
WG=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
=Ep1-Ep2
地面
△Ep=Ep2-Ep1
三.重力做功与重力势能变化关系
重力做正功
1、物体高度下降
重力势能减小
重力做负功
2、物体高度上升
重力势能增加
（减少的重力势能等于重力所做的功）
（增加的重力势能等于物体克服重力所做的功）
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
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
例题、
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)
例题、
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
?重力做功的多少和重力势能的变化与参考面的选择无关
1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法
正确的是：(
)
A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能
一定减少；
B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一
定减少；
C、地球上物体的重力势能都只有一个唯一
确定的值；
D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。
AD
2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J,则：
(
)
A、重力做功为50J
B、物体的重力势能一定增加了50J
C、物体的重力势能一定减少50J
D、重力做了50J的负功
BD
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：地球上的物体由于被举高的能量。
三、重力做功与重力势能变化的关系：
重力做正功，重力势能减少;重力做负功，重力势能增加
遵守社会公德，
防止高空坠物。
练习题：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？