8.2 重力势能 第1课时 课件 2023-2024学年高一物理人教版(2019)必修第二册(共20张PPT)

(共20张PPT)
宣讲人：某某某 时间：20XX.XX
第2节 重力势能 第1课时
第八章 机械能守恒定律
学习目标
1.通过不同路径重力做功的分析，归纳出重力做功与路径无关的特点。
2.理解重力势能的表达式,通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系。
3.知道重力势能的大小与参考平面的选取有关，即重力势能具有相对性，但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
目录
01
重力做的功
02
重力势能
03
重力做功和重力势能减少的关系
04
重力势能的相对性
05
重力势能的系统性
观看视频，你知道陨石为什么具有那么大能量吗？
高空坠物，杀伤力到底有多大？
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来。
在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能,它的大小与哪些因素有关呢？
那么重力势能的大小如何定量表示呢 本节课我们就来学习这个问题。
知识点一：重力做的功
请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功
第一种情况
重力做的功：
WG＝mgh
第二种情况
重力做的功：
WG＝ mglcosθ ＝mgh
第三种情况
这种情况应该怎么计算？
我们把整个路径分成许多段很短的间隔，经过的路程分别为AA1,A1A2,A2A3…，由于每一段都很小，因而都可以近似的看作一段倾斜的直线。设每段高度差分别是△h1,△h2， △h3，…，则物体通过每段时重力做的功分别是mg △h1, mg △h2,mg △h3，…
物体通过整个路径时重力做的功，等于重力在每小段上做的功的代数和，即
三种情形重力做的功均为
WG＝mgh=mgh1－mgh2
分析表明，物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积mgh1与跟终点高度的乘积mgh2两者之差。
可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化。在物理学中,“mgh”是一个由特殊意义的物理量，就用这个物理量表示物体的重力势能。
知识点二：重力势能
1.概念：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
3.国际单位：焦耳(J) 1kg·m/s2·m=1N·m=1J
2.大小：
Ep=mgh
4.重力势能是标量，状态量。
知识点三：重力做的功与重力势能变化的关系
WG＝EP初－EP末 = －△Ep
1.当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即WG＞０，EP初＞EP末 重力势能减小，且减少的重力势能等于重力做的正功。
2.当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即WG＜０，EP初＜EP末 重力势能增大,且增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。
重力做功对应着重力势能的变化
WG＝mgh=mgh1－mgh2
知识点四：重力势能的相对性
高度h是相对于谁的呢？
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。
1.参考平面：
人为选定的高度定为零水平面。
说明：
（1）在参考平面上，物体的重力势能为零(又称零势能面)。
（2）重力势能具有相对性，计算时必须事先选定
（3）参考平面的选取是任意的，视问题处理方便为原则；
通常选择地面或最低点为参考平面。
2.重力势能是标量，但有正负，且正负表示大小。
说明：
（1）若物体在参考面，h=0故Ep=0
（2）若物体在参考面上方，则h＞0为正值，Ep也是正值；
（3）若物体在参考面下方，则h＜0为负值，Ep也是负值；
举例：同一物体的重力势能Ep1=2J，Ep2=-3J，则有Ep2知识点五：重力势能的系统性
那么重力势能是谁具有的呢
物体重力势能与重力做功密切相关，而重力是地球与物体间的相互作用力，若离开了地球或物体，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。平常只说物体具有的重力势能，是一种简化的说法。
1.重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的竖直高度差有关
2.地球上的物体具有的与它高度有关的能量。
3.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。关系式：WG = EP初 - EP末
4.重力势能是相对的,正负表示大小,重力势能的变化是绝对的。
5.重力势能是地球与物体组成“系统”所共有的。
重力势能
1.某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图所示,则下列说法正确的是 (　　)
A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功
B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功
C.从A到B重力做功mg(H+h)
D.从A到B重力做功mgH
D
2.下列关于重力势能的说法正确的是 (　　)
A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能增加了
D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零
D
3.在离地面80 m处无初速度地释放一小球,小球质量为m=200 g,不计空气阻力,g取10 m/s2,取释放点所在水平面为参考平面。求:
(1)在第2 s末小球的重力势能;
(2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化。
-40 J
50 J　减少了50 J