物理人教版（2019）必修第二册8.2重力势能（共20张ppt)

(共20张PPT)
8.2重力势能
学习目标及任务
一、理解重力势能的概念,知道重力做功与路径无关;
二、掌握重力做功与重力势能变化的关系;
三、了解弹性势能的概念及弹性势能与弹力做功的关系。
黄山“飞来石”
黄果树大瀑布
如图所示的重物从高处由静止落下,砸到木桩上，为什么可以把木桩打进地里呢
由于重物的重力势能
从图中你能猜测重力势能与哪些因素有关吗
重力势能的表达式是怎样的呢
一.重力做功
A、B两点到地面的距离分别为h1和h2
物体竖直下落
物体沿斜面下滑
物体沿折线运动
(A到D)
物体沿任意曲线运动
(A到E)
重力做功的特点:
上述分析过程表明:
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。
即:WG=mgh=mgh1-mgh2
物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积mgh，具有特殊的意义。
二.重力势能
mgh 的特殊意义在于它一方面与重力做的功密切相关，恰与前述重力势能的特征一致。因此，我们把mgh 叫作物体的重力势能，常用Ep 表示Ep =mgh
二.重力势能
单位:国际单位制中，焦耳(J) 1J=1N·m
重力势能是标量，状态量
正负: 在参考面上方，重力势能为正，重力势能大于零
在参考面下方，重力势能为负，重力势能小于零
系统性:是物体和地球这个系统所共有的
相对性:零势能参考面可以任意选取，同一位置同一物体的重力势能随着零势能面选取的不同而具有不同的重力势能。通常以地面为零势能面，同一问题中，参考面要统一。
讨论:重力势能为零的物体是不是就没有重力势能
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
即：WG=mgh1-mgh =－△Ep=－ (mgh2－mgh1)
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
例1.下列关于重力势能的说法正确的是( )
A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B.重力势能的大小是相对的
C.重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功
D.在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
AB
例2.如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高hz=0.8m，请按要求填写下表.(g=10m/s2)
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
6J
－ 4J
10J
0
10J
10J
－ 10J
－ 10J
四、弹性势能
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的势能，这种势能叫做弹性势能。
弹性势能可能与哪些因素有关
重力势能与物体被举起或下降的高度有关。
那么弹性势能可能与…有关
类比、猜想
我特别喜欢这些类比——我的最可靠的老师，因为它能给我们揭开自然界的各种秘密。
——开普勒
类比思想
类比探究重力势能的过程思想
探究重力势能的过程
重力势能与重力做功有关
分析重力做功
重力势能的表达式Ep=mgh
探究弹性势能的思路
弹性势能与哪些因素有关
明确弹力做功与弹性势能的关系
分析弹力做功
弹性势能的表达式
自主探究
怎样求弹力做的功
如何把求变力做的功转化为求恒力做的功
把弹簧从A到B的过程分成很多小段
微分思想
在各个小段上，弹力可近似认为是不变的
F1、F2、F3…
化变为恒
积分思想
弹性势能的表达式:
弹簧的弹性势能
弹簧的劲度系数
弹簧的伸长量或压缩量
(1)一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零
(2) 为弹簧的伸长量或压缩量
说明:
弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系
1.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
2.表达式:
WF=EP1 － EP2=－ (EP2 － EP1)=－△EP
例3.如图所示，轻质弹簧一端与物体连接，另一端固定在墙上，在水平向左的力F作用下物体处于静止状态。当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，忽略一切阻力，下列说法正确的是( )
A.弹簧的弹性势能逐渐减小
B.弹簧的弹性势能逐渐增大
C.弹簧的弹性势能先增大再减小
D.弹簧的弹性势能先减小再增大
D
小结
1.学习了重力势能的概念,知道重力做功与路径无关
2.掌握重力做功与重力势能变化的关系
3.了解弹性势能的概念及弹性势能与弹力做功的关系