8.2重力势能（共23张ppt）
文档属性
| 名称 | 8.2重力势能（共23张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-26 11:32:33 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
§8.2 重力势能
一个拇指大的小石块，
在4楼抛下时可能伤人头皮，
而在25楼抛下时可能会让路人当场送命。
一个4厘米的铁钉在18楼甩下时，
可能会造成行人的致命伤害。
在重力加速度的作用下，
一颗鸡蛋都可能成为致命杀手。
当达到一定的高度，
即便很轻的物体，
也会造成很大的伤害。
一个50克的鸡蛋
从4楼抛下来就会让人起肿包
从8楼抛下来就会让人头皮破裂
从18楼高甩下来就可以砸破行人的头骨
从25楼抛下可使人当场死亡2
一、问题导入
高空抛物罪:中华人民共和国刑法罪名，是指从建筑物或者其他高空抛掷物品，情节严重的承担一年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金的法定责任，自2021年3月1日起施行。
一、问题导入
h
m
h’
m
h
m’
m
质量相同时，高度越高，重力势能越大
高度相同时，质量越大，重力势能越大
回顾：初中定性学习重力势能与哪些因素有关？
重力势能与m 、h有怎样关系？
一、重力做功
类型3
类型2
类型1
B
B
Δh1
Δh2
Δh3
Δh
h1
h2
A
mg
类型1:
类型2:
类型3:
A1
A2
A3
WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
WG＝mgl cosθ＝mgΔh＝mgh1－mgh2
l
B
θ
mg
A
A
mg
物体竖直下落
物体沿斜线运动
物体沿曲线运动
请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功
WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…
＝mgΔh＝mgh1－mgh2
微元法
A
B
mg
甲
h
A
B
θ
mg
乙
B
A
丙
起 点
终 点
= mg(h1－h2)
ＷＧ= mgΔh
=mgh1－mgh2
以上三种类型总结：
微元法
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。
（高度差）
请思考“mgh”具有什么特殊意义？
WG ＝ mgh1－mgh2
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。
大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
3. 单位：焦（耳）J 1 J = 1 kg m s-2 m = 1 N m
Ep= mgh
4. 重力势能是标量：只有大小没有方向
状态量
重力做功与重力势能的关系
WG = mgh1 - mgh2 = EP1－EP2
1、当物体由高处向低处运动时：
重力做 功，重力势能 。
2、当物体由低处向高处运动时：
重力做 功，重力势能 。
正
减少
负
增加
功的物理意义是什么？
功是能量转化的量度。
例1. 如图所示，质量为 50 kg 的人沿着 L = 100 m、倾角为 30°的坡路匀速从坡顶跑到坡底，重力对他所做的功是多少？（ g 取 10 m/s2 ）
300
重力对物体做的功为
WG = mgΔh
= 50×10×50 J
= 25000 J
解：
例2：如图所示，质量为m的小球从高度为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它达到高度为h/4的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为 （ ）
A. mgh/4
B. 3mgh/4
C. mgh
D. 0
B
A
D
B
C
参考平面
0
0
h > 0
Ep > 0
h < 0
Ep < 0
高度h
重力势能EP
零势能面
重力势能的相对性：
Ep= mgh
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
1.为了比较势能的大小我们通常选一个参考面，处在参考面的物体的重力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力是负数。
三、重力势能的相对性
2.参考面的选取不影响重力势能的变化： EpB－EpA ＝-2mgh
例 ：如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 h1 = 1.2 m 的 A 点落到地面的 B 点，桌面高 h2 = 0.8 m。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。( g = 10 m/s2 )
参考平面 在A点 在 B点 下落过程重力做功 重力势能变化
桌面
地面
6 J
10 J
─4 J
0
10 J
10 J
减少10 J
减少10 J
h1
h2
A
B
★选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。
相对性
★重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。
绝对性
那么重力势能是谁具有的呢
重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。
水力发电站为什么要修那么高的大坝？
高处的水，流下来可以推动水轮发电机发电
1. 下面有关重力势能的说法中，正确的是（ ）
A. 举得越高的物体，具有的重力势能越大
B. 质量越大的物体，具有重力势能越大
C. 物体的重力势能不可能为零
D. 物体的重力势能可能小于零
D
2.下列关于重力势能的说法，正确的是( )
A．重力势能只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关
B．重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关
C．重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少
D．重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的
ABD
3.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法错误的是（ ）
A.重力对物体做正功时，物体的重力势能减少；
B.物体克服重力做功时，物体的重力势能增加；
C.地球上的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。
C
如图所示，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为 h。重力加速度为g。
（1）足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球的重力势能变化了多少？
（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？足球的重力势能变化了多少？
答案：(1)-mgh，重力势能增加mgh，(2) mgh，重力势能减少mgh。
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：
1、大小：
2、重力势能具有相对性。
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零势能参考面。
三、重力做功与重力势能变化的关系
Δh
h末
h初
A
B
重力对物体做的功与路径无关,仅由物体的质量和始末两个位置的高度差决定。
重力做功的特点:
物体从A落到B的过程中,重力做功
弹性势能
如图所示，物体与水平轻质弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则：
(1)物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
正功 减少
(2)物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
答案 负功 增加
(3)在A、A′处弹性势能有什么关系？
相等
§8.2 重力势能
一个拇指大的小石块，
在4楼抛下时可能伤人头皮，
而在25楼抛下时可能会让路人当场送命。
一个4厘米的铁钉在18楼甩下时，
可能会造成行人的致命伤害。
在重力加速度的作用下，
一颗鸡蛋都可能成为致命杀手。
当达到一定的高度，
即便很轻的物体，
也会造成很大的伤害。
一个50克的鸡蛋
从4楼抛下来就会让人起肿包
从8楼抛下来就会让人头皮破裂
从18楼高甩下来就可以砸破行人的头骨
从25楼抛下可使人当场死亡2
一、问题导入
高空抛物罪:中华人民共和国刑法罪名，是指从建筑物或者其他高空抛掷物品，情节严重的承担一年以下有期徒刑、拘役或者管制，并处或者单处罚金的法定责任，自2021年3月1日起施行。
一、问题导入
h
m
h’
m
h
m’
m
质量相同时，高度越高，重力势能越大
高度相同时，质量越大，重力势能越大
回顾：初中定性学习重力势能与哪些因素有关？
重力势能与m 、h有怎样关系？
一、重力做功
类型3
类型2
类型1
B
B
Δh1
Δh2
Δh3
Δh
h1
h2
A
mg
类型1:
类型2:
类型3:
A1
A2
A3
WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
WG＝mgl cosθ＝mgΔh＝mgh1－mgh2
l
B
θ
mg
A
A
mg
物体竖直下落
物体沿斜线运动
物体沿曲线运动
请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功
WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…
＝mgΔh＝mgh1－mgh2
微元法
A
B
mg
甲
h
A
B
θ
mg
乙
B
A
丙
起 点
终 点
= mg(h1－h2)
ＷＧ= mgΔh
=mgh1－mgh2
以上三种类型总结：
微元法
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。
（高度差）
请思考“mgh”具有什么特殊意义？
WG ＝ mgh1－mgh2
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。
大小：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
3. 单位：焦（耳）J 1 J = 1 kg m s-2 m = 1 N m
Ep= mgh
4. 重力势能是标量：只有大小没有方向
状态量
重力做功与重力势能的关系
WG = mgh1 - mgh2 = EP1－EP2
1、当物体由高处向低处运动时：
重力做 功，重力势能 。
2、当物体由低处向高处运动时：
重力做 功，重力势能 。
正
减少
负
增加
功的物理意义是什么？
功是能量转化的量度。
例1. 如图所示，质量为 50 kg 的人沿着 L = 100 m、倾角为 30°的坡路匀速从坡顶跑到坡底，重力对他所做的功是多少？（ g 取 10 m/s2 ）
300
重力对物体做的功为
WG = mgΔh
= 50×10×50 J
= 25000 J
解：
例2：如图所示，质量为m的小球从高度为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它达到高度为h/4的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为 （ ）
A. mgh/4
B. 3mgh/4
C. mgh
D. 0
B
A
D
B
C
参考平面
0
0
h > 0
Ep > 0
h < 0
Ep < 0
高度h
重力势能EP
零势能面
重力势能的相对性：
Ep= mgh
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
1.为了比较势能的大小我们通常选一个参考面，处在参考面的物体的重力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力是负数。
三、重力势能的相对性
2.参考面的选取不影响重力势能的变化： EpB－EpA ＝-2mgh
例 ：如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 h1 = 1.2 m 的 A 点落到地面的 B 点，桌面高 h2 = 0.8 m。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。( g = 10 m/s2 )
参考平面 在A点 在 B点 下落过程重力做功 重力势能变化
桌面
地面
6 J
10 J
─4 J
0
10 J
10 J
减少10 J
减少10 J
h1
h2
A
B
★选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。
相对性
★重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。
绝对性
那么重力势能是谁具有的呢
重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。
水力发电站为什么要修那么高的大坝？
高处的水，流下来可以推动水轮发电机发电
1. 下面有关重力势能的说法中，正确的是（ ）
A. 举得越高的物体，具有的重力势能越大
B. 质量越大的物体，具有重力势能越大
C. 物体的重力势能不可能为零
D. 物体的重力势能可能小于零
D
2.下列关于重力势能的说法，正确的是( )
A．重力势能只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关
B．重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关
C．重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少
D．重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的
ABD
3.关于重力做功和物体的重力势能，下列说法错误的是（ ）
A.重力对物体做正功时，物体的重力势能减少；
B.物体克服重力做功时，物体的重力势能增加；
C.地球上的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。
C
如图所示，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为 h。重力加速度为g。
（1）足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球的重力势能变化了多少？
（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？足球的重力势能变化了多少？
答案：(1)-mgh，重力势能增加mgh，(2) mgh，重力势能减少mgh。
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：
1、大小：
2、重力势能具有相对性。
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零势能参考面。
三、重力做功与重力势能变化的关系
Δh
h末
h初
A
B
重力对物体做的功与路径无关,仅由物体的质量和始末两个位置的高度差决定。
重力做功的特点:
物体从A落到B的过程中,重力做功
弹性势能
如图所示，物体与水平轻质弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则：
(1)物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
正功 减少
(2)物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
答案 负功 增加
(3)在A、A′处弹性势能有什么关系？
相等