7.4 重力势能
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课件26张PPT。教学目标1、理解重力热能的概念，会用重力势的定义进行计算。
2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关 。
3、知道重力势能的相对性。
蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而为什么爆发雪崩时，却能以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自然界带来灾难？引入雪崩 这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的重力势能。而当它从所处的的高处落下时，重力要做功，这些能量就会以做功的方式释放出来。
因此认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究。
一、重力的功 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功分析第一种情况重力做的功：WG＝mgh=mgh1－mgh2分析第二种情况重力做的功：WG＝ mglcosθ ＝mgh
＝ mgh1－mgh2分析第三种情况重力做的功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2 ＋ ···
＝mg(Δh1 ＋Δh2 ＋ ···)
＝mgh＝mgh1－mgh2方法：整个路径分成许多很短的间隔，每小段近似看做倾斜的直线，利用图2的结论，可得出。结论 物体运动时，重力对它做的功只与物体
的起点和终点的位置有关，而与物体运
动的具体路径无关。 WG＝mgh式中 “ mgh”是一个具有特殊意义的物理量。这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化．恰与势能的基本特征一致。二、重力势能我们把物理量mgh叫做物体的重力势能． Ep = mgh m — 物体的质量，单位：千克（kg）g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）h —物体的高度，单位：米（m）Ep —重力势能，单位：焦（J）1J=1kg·m·s-2·m=1N·m 物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积． 重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢 ？1、重力势能和重力做功的关系 塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高度匀速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能的变化？(g=10m/s-2)分析：重力做功为： 重力做负功重力势能增加了1400J重力势能的变化： 1、重力势能和重力做功的关系 塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能的变化？(g=10m/s-2)分析：重力做功为：重力势能的变化： 重力做正功重力势能减少了1400J总结2、重力做正功重力势能减少，而且重力做了多少功，重力势能就减少了多少。 重力做负功重力势能增加，而且克服重力做了多少功，重力势能就增加多少。体会“功是能量转化的量度”1、重力做的功与重力势能的关系为：2、重力势能的相对性高度h是相对于谁的呢？选取不同的参考平面，重力势能的数值不同的. 重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面．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)6J-4J10J0相对性例： 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)6J10J-4J010J10J减少10J减少10J?对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关20注：参考平面的选取是任意的，通常选取地
面为参考平面 对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；
下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。重力势能：－3J＞－5J3、重力势能的标矢性重力势能是标量．+、–表示大小． 当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况．
当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢?为什么?
不行，摩擦力做功与路径有关。三、如何理解重力势能是物体与地球这个“系统”所共有的 总结：物体重力势能与重力有关，而重力是地球与物体间的相互作用力，若离开了地球，就谈不上重力，所以，重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。？一、重力做功：
与起点和终点的位置有关．与物体的路径无关．
二、重力势能：
物体的重力势能等于它所受的重力和所处高度的乘积．
三、重力势能的相对性
重力势能与参考平面的选取有关．但重力势能的变化量与参考平面的选取无关．
四、重力势能的系统性
势能是物体和地球所共有的． 小结课堂练习 1、沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面
将同一物体分别从低端拉到顶端，下列说法正确的是（ ）
A、沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B、沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动物体克服重力
做功多
C、沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动物体克服重力
做功多
D、不管沿什么样的斜面运动，物体克服重力做功
相同，物体增加的重力势能也相同。D2、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。 ABD3、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、物体的动能一定减少50J；
D、重力做了50J的负功。
BD4、关于重力势能的几种理解，正确的是（ ）
A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数 值的重力势能，但这并不影响研究有关重 力势能的问题
C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只 要抛出时的初速度大小相同，则落地时减 少的重力势能必相等
D、放在地面的物体，它的重力势能一定等 于零 BC重力做功与路径无关 5、一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)解: 小球下落高度为5mJJ15 图7-4-96、如图7-4-9所示，有一段长1.8 m，质量为2.4 kg的链条，放在高1.0 m的水平桌面上，有 吊在桌面边缘，以地面为零势能参考平面，计算链条的重力势能.（g取10 m/s2） 解析：由于链条不在同一水平面内，
计算重力势能要将链条分为两段：
2/3在桌面上，其重力势能为：
Ep1=m1gh1= ×2.4×10×1.0 J=16 J 1/3吊在桌边，其重心高度
h2=1.0-0.3 m=0.7 m，则Ep2=m2gh2= ×2.4×10×0.7 J=5.6 J，所以Ep=16+5.6 J=21.6 J.下课！谢 谢！
2、理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关 。
3、知道重力势能的相对性。
蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而为什么爆发雪崩时，却能以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自然界带来灾难？引入雪崩 这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的重力势能。而当它从所处的的高处落下时，重力要做功，这些能量就会以做功的方式释放出来。
因此认识重力势能，不能脱离对重力做功的研究。
一、重力的功 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功分析第一种情况重力做的功：WG＝mgh=mgh1－mgh2分析第二种情况重力做的功：WG＝ mglcosθ ＝mgh
＝ mgh1－mgh2分析第三种情况重力做的功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2 ＋ ···
＝mg(Δh1 ＋Δh2 ＋ ···)
＝mgh＝mgh1－mgh2方法：整个路径分成许多很短的间隔，每小段近似看做倾斜的直线，利用图2的结论，可得出。结论 物体运动时，重力对它做的功只与物体
的起点和终点的位置有关，而与物体运
动的具体路径无关。 WG＝mgh式中 “ mgh”是一个具有特殊意义的物理量。这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化．恰与势能的基本特征一致。二、重力势能我们把物理量mgh叫做物体的重力势能． Ep = mgh m — 物体的质量，单位：千克（kg）g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）h —物体的高度，单位：米（m）Ep —重力势能，单位：焦（J）1J=1kg·m·s-2·m=1N·m 物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积． 重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢 ？1、重力势能和重力做功的关系 塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高度匀速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能的变化？(g=10m/s-2)分析：重力做功为： 重力做负功重力势能增加了1400J重力势能的变化： 1、重力势能和重力做功的关系 塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能的变化？(g=10m/s-2)分析：重力做功为：重力势能的变化： 重力做正功重力势能减少了1400J总结2、重力做正功重力势能减少，而且重力做了多少功，重力势能就减少了多少。 重力做负功重力势能增加，而且克服重力做了多少功，重力势能就增加多少。体会“功是能量转化的量度”1、重力做的功与重力势能的关系为：2、重力势能的相对性高度h是相对于谁的呢？选取不同的参考平面，重力势能的数值不同的. 重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面．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)6J-4J10J0相对性例： 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)6J10J-4J010J10J减少10J减少10J?对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关20注：参考平面的选取是任意的，通常选取地
面为参考平面 对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；
下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。重力势能：－3J＞－5J3、重力势能的标矢性重力势能是标量．+、–表示大小． 当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况．
当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢?为什么?
不行，摩擦力做功与路径有关。三、如何理解重力势能是物体与地球这个“系统”所共有的 总结：物体重力势能与重力有关，而重力是地球与物体间的相互作用力，若离开了地球，就谈不上重力，所以，重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。？一、重力做功：
与起点和终点的位置有关．与物体的路径无关．
二、重力势能：
物体的重力势能等于它所受的重力和所处高度的乘积．
三、重力势能的相对性
重力势能与参考平面的选取有关．但重力势能的变化量与参考平面的选取无关．
四、重力势能的系统性
势能是物体和地球所共有的． 小结课堂练习 1、沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面
将同一物体分别从低端拉到顶端，下列说法正确的是（ ）
A、沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功多
B、沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动物体克服重力
做功多
C、沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动物体克服重力
做功多
D、不管沿什么样的斜面运动，物体克服重力做功
相同，物体增加的重力势能也相同。D2、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。 ABD3、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、物体的动能一定减少50J；
D、重力做了50J的负功。
BD4、关于重力势能的几种理解，正确的是（ ）
A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数 值的重力势能，但这并不影响研究有关重 力势能的问题
C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只 要抛出时的初速度大小相同，则落地时减 少的重力势能必相等
D、放在地面的物体，它的重力势能一定等 于零 BC重力做功与路径无关 5、一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)解: 小球下落高度为5mJJ15 图7-4-96、如图7-4-9所示，有一段长1.8 m，质量为2.4 kg的链条，放在高1.0 m的水平桌面上，有 吊在桌面边缘，以地面为零势能参考平面，计算链条的重力势能.（g取10 m/s2） 解析：由于链条不在同一水平面内，
计算重力势能要将链条分为两段：
2/3在桌面上，其重力势能为：
Ep1=m1gh1= ×2.4×10×1.0 J=16 J 1/3吊在桌边，其重心高度
h2=1.0-0.3 m=0.7 m，则Ep2=m2gh2= ×2.4×10×0.7 J=5.6 J，所以Ep=16+5.6 J=21.6 J.下课！谢 谢！