人教版（2019）必修第二册 8.2 重力势能 课件 (共28张PPT)

(共28张PPT)
8.2 重力势能
2019年11月，最高人民法院印发《关于依法妥善审理高空抛物、坠物案件的意见》，提出了16条具体措施。对故意高空抛物，根据具体情形以危险方法危害公共安全罪、故意伤害罪或故意杀人罪论处，特定情形要从重处罚；对高空坠物构成犯罪的，也要依法定罪处罚。
2020年7月15日23时许，被告人李某林在玉溪市红塔区某小区其居住的23楼室内，因发泄情绪将半桶香油(5升装)、半袋大米(25kg装)、半屉锅猪油(屉锅重453.07g)从住所阳台抛至小区商铺门前的人行道上。认定被告人李某林犯以危险方法危害公共安全罪，判处有期徒刑一年零二个月。
美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。
陨石坑
美国内华达州亚利桑那
3
这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出。　　　
初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．
　质量越大，高度越高，物体的重力势能越大。
实验：不同的筷子落入沙子中。（1）同一高度，合金筷子与木筷子对比；（2）不同高度，同样的合金筷子对比。
结论：质量越大，重力势能越大；高度越高，重力势能越大。
讨论与交流：
重力做的功分别是多少？
分析这三种情况，总结重力做功的特点？
物体竖直下落 从 A 到 B
A
h
B
h1
h2
WG=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
G
物体沿斜线运动 从 A 到 B
A
B
h
θ
L
h1
h2
WG=mgLcos θ
=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
G
物体沿曲线运动 从A到B
Δh1
Δh2
Δh3
A
B
h
A
△h 1
θ
l
W1=mglcosθ1=mg △h 1
W=W1+W2+W3+ ……
W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +……
=mg （△h 1+ △h 2 + △h 3 ……)
=mg h
=mgh1－mgh2
h1
h2
A
B
mg
甲
h
A
B
θ
mg
乙
B
A
丙
起 点
终 点
A
B
mg
甲
h
A
B
θ
mg
乙
B
A
丙
重力做功特点：
起 点
终 点
重力对物体做功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关。
h
h2
h1
A
B
1、重力做功特点：
重力对物体做功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关。
2、重力做功
1、如图所示，设想你要从某座高楼的第10层下到第3层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下．两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？
答案：相等
我们把物理量 mgh 叫做物体的重力势能
Ep = mgh
1. 重力势能 : 等于它所受到的重力与所处高 度的乘积.
2.重力势能是标量，单位是焦耳（J）
常用Ep表示，即
3.重力做功与重力势能的关系
重力做功的表达式为：
表示物体在初位置的重力势能
表示物体在末位置的重力势能
末态的重力势能
初态的重力势能
重力势能的变化量
2、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？物体的重力势能如何变化？(g=10m/s-2)
解：重力做正功为：
WG=mg(h1-h2)=14000J
重力势能减少
Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J
重力做正功重力势能减少；
重力所做的功等于重力势能的减少量。
3、 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？物体的重力势能如何变化？ (g=10m/s-2)
解：重力做负功为：
WG=mg(h1-h2)=－14000J
物体克服重力做了14000J的功；
重力势能增加，重力势能的增加量为
Ep2-Ep1=mgh2-mgh1=14000J
物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。
重力做负功重力势能增加；
①如果重力做正功，重力势能减少，WG>0，EP1>EP2 .
重力对物体做的功等于重力势能的减少量
②如果重力做负功，重力势能增加， WG<0，EP1物体克服重力做的功等于重力势能的增加量
3.重力做功与重力势能的关系
重力做功对应重力势能的改变，重力做了多少功就有多少重力势能发生改变.
想一想
问：小明从五楼的窗台上跳下来为什么会安然无恙？
答：向里跳到五楼的地板上
高度具有相对性
计算重力势能之前需要先选定参考平面
17
高度是相对的，所以重力势能也是相对的
（1）参考平面：高度取做0的水平面也称零势能面
　珠穆朗玛峰峰海拔高度8844.43米。
死海的海拔高度- 415米
参考平面选取不同，重力势能的数值就不同
4、如图，质量m = 1kg的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s )
参考面 小球在A处的重力势能 小球在B处的重力势能 整个过程中重力做功 整个过程中重力势能的变化
桌 面
地 面
h1
h2
A
B
（3）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，重力做功和重力势能变化与参考面的选择无关。
12J
- 8J
20J
减少20J
20J
0
20J
减少20J
计算重力势能之前需要先选定参考平面
在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
（1）参考平面：高度取做0的水平面也称零势能面
（2）
重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、负，其正、负可以表示大小
参考平面选取不同，重力势能的数值就不同
（1）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。
（2）不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的．
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：物体由于被举高而具有的能量。
表达式
三、重力做功与重力势能变化的关系
重力做正功，重力势能减少
重力做负功，重力势能增加
四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。
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。
五、势能是系统能。指系统所有。
随堂巩固训练
1．如图所示一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是 ( )
　A．沿AB面重力做功多
　B．沿两个面重力做的功相同
　C．沿AB面重力势能减少多
　D．沿两个面减少的重力势能相同
A
B
C
B D
2.物体在匀速运动过程中，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.物体的能量保持不变；
D.重力做了50J的负功。
B D
D