4.4势能课件-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册(共27张PPT)

(共27张PPT)
4.4 势能
由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能。
猜想：物体具有的重力势能与mg、h有关.
mg越大，势能越大.
h越大，势能越大.
重力势能与哪些因素有关
hB
Δh
hA
Δh1
Δh1
Δh2
Δh3
……
Δhn
一、重力做功的特点
L
mg
α
β
mg
L1
Δh2
α
L2
mg
WG=mg h
=mg(hA-hB)
WG=mgLcosɑ
=mg(hA-hB)
=mg h
WG=mgL1cosβ+mgL2cosɑ
=mg h1+mg h2
=mg h
=mg(hA-hB)
=mg(hA-hB)
=mg h
WG=mg h1+mg h2+mg h3+....+mg hn
重力做功的特点：只与运动物体的起点和终点的位置有关，与运动物体所经过的路径无关。
一、重力做功的特点
hB
Δh
hA
物体的重力势能等于它所受重力的大小与所处高度的乘积。
二、重力势能
标量
单位：焦耳（国际单位制），简称焦，符号J
1、重力势能是系统所共有的
h
Ep = mgh
2、重力势能与重力做功的关系
hB
Δh
hA
初位置的势能
末位置的势能
重力做的功
各项本身含正负
2、重力势能与重力做功的关系
高→低，
重力做正功，物体重力势能减少，减少量等于重力所做的功。
低→高，
重力做负功，物体重力势能增加，增加量等于物体克服重力所做的功。
3、重力势能的相对性——参考平面
第一层
第二层
第三层
第四层
第五层
选第一层的底面为参考
平面，这本书的重力势能为_____________
选第二层的底面为参考
平面，这本书的重力势能为_________
选第五层的底面为参考
平面，这本书的重力势
为__________
h
H
mgh
0
-mgH
3、重力势能的相对性——参考平面
我们把重力势能为零的水平面叫做参考平面。
选择不同的参考平面，同一物体在空间同一位置的重力势能不同。可视研究问题的方便去选择参考平面。通常选择地面为参考平面。
选择不同的参考平面，并不影响问题的研究，因为在相关问题中，有价值的是势能的差值。
所选择的参考平面 小球在A点的重力势能 小球在B点的重力势能 整个下落过程中小球重力做的功 整个下落过程中小球重力势能的变化
桌面
地面
例1 如图，质量m=0.5kg的小球，从桌面以上高h1=1.2m的A点下落到地面的B点，桌面高h2=0.8m。 （g=10m/s2）
（2）如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？
（1）在表格的空白处按要求填入数据。
A
h2=0.8m
h1=1.2m
B
6 J
10 J
-4 J
0 J
mg(h1+h2)=10J
EPB-EPA= -10J
EPB-EPA= -10J
不变。重力做功只跟物体的重力以及位置变化有关，与其他无关。
选不同的参考平面，重力势能的差值不变。
mg(h1+h2)=10J
三、弹性势能
发生形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能。
发条上紧后的玩具青蛙会跳动
拉开的弓可将箭发射出去
三、弹性势能
发生形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能。
压缩的弹簧和拉伸的弹簧也都具有弹性势能。
实验1.用大小不同的力把小球压在同一根弹簧上，使弹簧产生不同的形变，迅速放开手，比较小球所能到达的高度。
1.弹性势能的大小和什么因素有关
在弹性限度内，同一物体发生的形变越大，弹性势能越大；
实验2.将同一个小球依次放在劲度系数不同的弹簧上，使弹簧产生相同的形变，迅速放手，使小球反弹，比较小球所能达到的最大高度。
1.弹性势能的大小和什么因素有关
对于形变量相同的弹簧而言，劲度系数越大，
弹性势能越大。
弹性势能的大小与物体的形变大小有关。在弹性限度内，同一
物体发生的形变越大，弹性势能越大；
弹性势能的大小与物体自身材料有关。对于形变量相同的弹簧
而言，劲度系数越大，弹性势能越大。
1.弹性势能的大小和什么因素有关
2.弹力做功和弹性势能关系
B
O
（原长）
A
F
弹簧弹力对外做正功，弹性势能减小；
F
弹簧弹力对外做负功，弹性势能增大。
3.在弹性限度内，同一根弹簧被压缩和拉长相等的长度时，所具有的弹性势能是否相等？
B
O
A
光电门
当弹簧处于原长O时，弹性势能为零。
拉伸到B点释放小球，当回到O点时：弹簧的弹性势能EpB全部转化为小球的动能。
压缩到A点释放小球，当回到O点时：弹簧的弹性势能EpA全部转化为小球的动能。
四、势能
与相互作用物体的相对位置有关的能量叫做势能。
重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定。
弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。
以后的学习中，我们还会遇到其他形式的势能。
1 . 质量为50kg的人，沿着倾角为30°的斜坡向上走了150m，重力对他做多少功？他克服重力做多少功？他的重力势能增加了多少？（g=10m/s2）
重力做功
s=150m
mg
α=120°
他克服重力做功37500J
重力势能增加了37500J
解：
2 . 质量是100克的球从1.8米的高处落到水平地面上，又弹回到1.25米的高度。在整个过程中重力对球所做的功是多少？球的重力势能变化了多少？（g=10m/s2）
H1=1.8m
H2=1.25m
h=0.55m
重力对球所做的功
方法一：
方法二：
重力势能变化
即重力势能减少了0.55J
解：
3.如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是（　　）
A．如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
3.如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是（　　）
A．如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能
B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能
3.如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是（　　）
C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能
D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
3.如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是（　　）
A．如图甲，撑竿跳高的运动员上升过程中，竿的弹性势能B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能
B
谢 谢