1.4 势能及其变化 课件(共21张PPT) 高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

(共21张PPT)
鲁科版 必修第一册
第四节 势能及其改变
第一章 功和机械能
鲁科2019
高中物理必修二
（1）打桩机的重锤举高后从高处落下时，为什么重锤举高能把水泥桩打进地里
（2）水力发电站为什么可以用水来发电？
类型3
类型2
类型1
B
B
Δh1
Δh2
Δh3
h
h1
h2
A
mg
类型1:
类型2:
类型3:
A1
A2
A3
WG＝mgh＝mgh1－mgh2
WG＝mgl cosθ＝mgh＝mgh1－mgh2
WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…
＝mgh＝mgh1－mgh2
l
B
θ
mg
A
A
mg
一. 重力做功的特点：物体运动时，重力对物体所做的功，只与初末位置的高度差有关，与路径无关，与其他力是否做功无关。
WG = mg（h1-h2）=mgh1-mgh2
定义：物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能。
2、在物理学中，重力势能 可表示为：
3、单位：焦耳（J）
二.重力势能
1、定义：物体因为处于一定的高度而具有的能量称为重力势能。
例题：桌面高h2为0.8m，一质量为1kg的小球，从离桌面h1=1.2m高的A处自由落下
（1）A点重力势能是多少？
（2）B点重力势能是多少？
h1
h2
A
B
（2）参考平面上方的物体的重力势能是正数，参考平面下方的物体的重力势能是负数。
4、重力势能具有相对性
（1）为了比较势能的大小，应选同一个参考平面，处在参考平面的物体的重力势能为0 ，这个面叫做零势能参考平面。
（3）零势能参考平面的选取是任意的，默认以地面为零势能参考平面
5、重力势能具有系统性。重力势能是地球与物体组成系统所共有的。
重力势能是标量 有+/- 代表重力势能的大小。
例题：如图，质量为m=0.5kg的小球，从离桌面以上h1=1.2m的A处自由落下到地面B点，桌面高h2=0.8m，请按要求填写下表
选取不同的参考面，物体的重力势能的大小是不同的
h1
h2
A
B
参考 平面 小球在A点重力势能 小球在B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
-4J
10J
0J
三.重力做功与重力势能改变的关系
WG = mgh1-mgh2 =Ep1 - Ep2
WG=-△EP
重力做功WG（正负） 重力势能EP(减少，增加) 重力做功和重力势能的变化关系
物体上升
物体下降
负
正
增加
减少
物体克服重力做的功等于重力势能的增加
三.重力做功与重力势能改变的关系
重力做的功等于重力势能的减少
△EP=mgh2-mgh1
例题：如图，质量为m=0.5kg的小球，从离桌面以上h1=1.2m的A处自由落下到地面B点，桌面高h2=0.8m，请按要求填写下表
选取不同的参考平面，物体的重力势能的大小是不同的
对于一个确定的过程，WG和△EP与参考平面的选择无关
h1
h2
A
B
参考 平面 小球在A点重力势能 小球在B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
-4J
10J
0J
三.重力做功与重力势能改变的关系
10J
10J
-10J
-10J
【随堂练习】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。
ABD
【随堂练习】如图所示，甲、乙两名学生的质量都是m，当他们分别以图示的路径登上高h的阶梯顶端A时，他们的重力做功情况是 (　　)
A．甲的重力做功多
B．乙的重力做功多
C．甲、乙的重力做功一样多
D．无法判断
C
四、弹性势能改变的关系
　发生弹性形变的物体具有一定的能量。
1、定义：物体因为发生弹性形变而具有的能量称为弹性势能。
1、弹簧的长度
2、劲度系数
弹性势能的大小可能与哪几个物理量有关？（类比、猜想）
弹簧弹性势能的表达式
1
2
EP＝ kx2
(1) x为弹簧的伸长量或压缩量（可称为形变量）， k为弹簧的劲度系数；
(2) 一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零,故没有负值；
(3) 弹形势能具有相对性，一般相对弹簧原长时的弹性势能；
(4) 弹形势能具有系统性。
（取弹簧在原长时的弹性势能为零）
说一说：弹力做功和弹性势能的变化有什么关系？
弹力做正功，弹性势能减少；
弹力做负功，弹性势能增加。
重力做正功，重力势能减少；
重力做负功，重力势能增加。
弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系
1、关系：弹簧弹力所做的功，等于弹性势能的减少量
2、表达式：
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
A
B
h2
h1
重力势能与物体的高度有关
弹性势能与物体各部分之间的相对位置有关
势能：由相对位置决定的能量。
注意：势能是存储于一个系统内的能量，不是物体单独所具有的，而是相互作用的物体所共有的。比如：重力势能就是物体与地球所组成的系统所共有的。
一、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量
表达式：
二、重力做功与重力势能变化的关系WG = Ep1－ Ep2
重力做正功，重力势能减少
重力做负功，重力势能增加
三、重力做功的特点：
与路径无关，只与初末位置的高度差有关WG=mg△h
四、弹性势能
五、势能的系统性
课堂小结
鲁科版2019必修第二册