人教版物理必修第二册 8.2 重力势能 课件(共21张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版物理必修第二册 8.2 重力势能 课件(共21张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-12-24 07:54:37 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
8.2 重力势能
学习目标：
1、知识回顾，理解重力势能；
2、通过不同路径重力做功分析，归纳重力做功特点；
3、理解重力势能表达式，通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系；
4、理解重力势能的系统性、相对性和重力势能变化的绝对性。
导入：问题与思考
为何要拒绝高空抛物？
水力发电站为什么要修建很高的大坝？
三峡水电站大坝高程185米
一、问题与思考
第一部分：知识回顾
1、做功的条件是什么？
2、做功表达式？
3、初中我们已经定性地学习了重力势能，它的大小与什么有关？
情景分析1
质量为m的物体，从离地高度为h1的位置A点，竖直下落到高度为h2的位置B点，这个过程中重力做的功为多少？（重力加速度为g）
WG=mgΔh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
第二部分：重力做功
情景分析2
WG=mglcos θ
=mgΔh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
质量为m的物体，从离地高度为h1的位置A点，沿斜面运动到高度为h2的位置B’点，物体沿斜面运动距离为l，这个过程中重力做的功为多少？（重力加速度为g）
物体沿曲线运动 （ A 到 C）
A
△h 1
θ
l
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
h1
h2
情景分析3
重力做功的特点
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。
例1、如图所示，质量关系为m1＞m2＞m3的三个小球分别沿三条不同的轨道1、2、3由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、3光滑，轨道2粗糙，重力对小球做的功分别为W1、W2、W3，则下列判断正确的是( )
A．W1＞W2＝W3 B．W1＝W3＞W2
C．W1＝W2＝W3 D．W1＞W2＞W3
一、重力做功
重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关。
可见,物体所受的重力 mg与它所处的位置的高度h的乘积 mgh 一定具有特殊的意义。
物理上把 mgh 就叫作物体的重力势能。
第三部分：重力势能
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。
情境分析4
塔吊将质量为m的货物，从离地高度为h处，运送至地面，分析此过程中重力做的功？重力势能的变化？
塔吊将质量为m的货物，从地面运送至离地高度为h处，分析此过程中重力做的功？重力势能的变化？
思考：重力做功与重力势能的变化有什么关系？
重力做功与重力势能关系
WG＝EP1－EP2 = －△Ep
其中 Ep1 表示物体在初位置的重力势能，Ep2 表示物体在末位置的重力势能。
①当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即
WG > 0，Ep1 > Ep2
②当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，即
WG < 0， Ep1 < Ep2
WG＝mgh=mgh1－mgh2
例2、如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h。那么小球落地过程中重力做的功及整个过程中重力势能的变化分别是( )
A．mgh，减少mg(H－h)
B．mg(H＋h)，增加mg(H＋h)
C．mgh，增加mg(H－h)
D．mg(H＋h)，减少mg(H＋h)
情境3：以抛鸡蛋为例，一个30g的鸡蛋，从离地5米高的地方落到人身上，会有什么感觉？若鸡蛋初始位置不变，在此处向下挖一个100米的深坑，人站在坑底，鸡蛋继续落下落到人身上，会有什么感觉？
思考：为什么同样鸡蛋，离地高度相同，会有如此不同的效果？
在研究重力势能时首先要注意什么？
第四部分：重力势能的性质
情境3：以抛鸡蛋为例，一个30g的鸡蛋，从离地5米高的地方落到人身上，会有什么感觉？若鸡蛋初始位置不变，在此处向下挖一个100米的深坑，人站在坑底，鸡蛋继续落下落到人身上，会有什么感觉？
思考：为什么同样的鸡蛋，离地高度相同，会有如此不同的效果？
在研究重力势能时首先要注意什么？
由于高度的相对性，所以重力势能也应该有相对性，因此在研究一个物体的重力势能时应该先选一个参考平面，在这个平面上物体的重力势能值为0，即零势能面。
例3、如图，质量为1 kg的小球，从A点下落到地面上的B点，h1为1.2 m，桌面高h2为0.8 m，g取10m/s2。
（1）在表格的空白处按要求填入数据。
（2）如果下落时有空气阻力，表中的数据是否会改变？
所选的参考平面 小球在A点的重力势能 小球在B点的重力势能 整个下落过程中重力做的功 整个下落过程中小球重力势能的变化量
桌面
地面
总结：重力势能有哪些性质特点？
1、重力势能的相对性
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参考平面。
（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。
（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；
h1
h2
A
B
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，WG和△EP与参考平面的选择无关。
△Ep的绝对性
2、重力势能变化的绝对性
3、重力势能的系统性
如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力做功，也就不存在重力势能，所以重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。重力势能mgh中的m为物体的质量，g为地球的重力场强度，h为物体和地球的相对位置关系，所以表达式mgh充分表达了重力势能属于物体和地球组成的系统。平常说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。
物体说：重力势能是我自己的！
地球说：朋友这是咱们俩的！
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
例4、广西壮族“三月三”是壮族人民的传统节日，该节日民族活动很丰富，其中抛绣球是男女青年最喜欢的项目。假设某一青年女子在楼上将绣球水平抛出，抛出点离地4.5m，绣球质量0.6kg，在离地2.0m处被一男青年抢到。重力加速度取10m/s2，在绣球被抛出至被抢到的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重力做功15J
B．重力势能增加了15J
C．若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能为－27J
D．若以地面为参考平面时，上述过程中绣球重力势能的变化量最大
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
1．重力做功有什么特点？
2．重力势能有哪些特点？
3．重力做功与重力势能变化有什么关系？
第四部分：总结提升
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
回扣环节
为何要拒绝高空抛物？
水力发电站为什么要修建很高的大坝？
8.2 重力势能
学习目标：
1、知识回顾，理解重力势能；
2、通过不同路径重力做功分析，归纳重力做功特点；
3、理解重力势能表达式，通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系；
4、理解重力势能的系统性、相对性和重力势能变化的绝对性。
导入：问题与思考
为何要拒绝高空抛物？
水力发电站为什么要修建很高的大坝？
三峡水电站大坝高程185米
一、问题与思考
第一部分：知识回顾
1、做功的条件是什么？
2、做功表达式？
3、初中我们已经定性地学习了重力势能，它的大小与什么有关？
情景分析1
质量为m的物体，从离地高度为h1的位置A点，竖直下落到高度为h2的位置B点，这个过程中重力做的功为多少？（重力加速度为g）
WG=mgΔh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
第二部分：重力做功
情景分析2
WG=mglcos θ
=mgΔh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
质量为m的物体，从离地高度为h1的位置A点，沿斜面运动到高度为h2的位置B’点，物体沿斜面运动距离为l，这个过程中重力做的功为多少？（重力加速度为g）
物体沿曲线运动 （ A 到 C）
A
△h 1
θ
l
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
h1
h2
情景分析3
重力做功的特点
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。
例1、如图所示，质量关系为m1＞m2＞m3的三个小球分别沿三条不同的轨道1、2、3由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、3光滑，轨道2粗糙，重力对小球做的功分别为W1、W2、W3，则下列判断正确的是( )
A．W1＞W2＝W3 B．W1＝W3＞W2
C．W1＝W2＝W3 D．W1＞W2＞W3
一、重力做功
重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关。
可见,物体所受的重力 mg与它所处的位置的高度h的乘积 mgh 一定具有特殊的意义。
物理上把 mgh 就叫作物体的重力势能。
第三部分：重力势能
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。
情境分析4
塔吊将质量为m的货物，从离地高度为h处，运送至地面，分析此过程中重力做的功？重力势能的变化？
塔吊将质量为m的货物，从地面运送至离地高度为h处，分析此过程中重力做的功？重力势能的变化？
思考：重力做功与重力势能的变化有什么关系？
重力做功与重力势能关系
WG＝EP1－EP2 = －△Ep
其中 Ep1 表示物体在初位置的重力势能，Ep2 表示物体在末位置的重力势能。
①当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，即
WG > 0，Ep1 > Ep2
②当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加，即
WG < 0， Ep1 < Ep2
WG＝mgh=mgh1－mgh2
例2、如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h。那么小球落地过程中重力做的功及整个过程中重力势能的变化分别是( )
A．mgh，减少mg(H－h)
B．mg(H＋h)，增加mg(H＋h)
C．mgh，增加mg(H－h)
D．mg(H＋h)，减少mg(H＋h)
情境3：以抛鸡蛋为例，一个30g的鸡蛋，从离地5米高的地方落到人身上，会有什么感觉？若鸡蛋初始位置不变，在此处向下挖一个100米的深坑，人站在坑底，鸡蛋继续落下落到人身上，会有什么感觉？
思考：为什么同样鸡蛋，离地高度相同，会有如此不同的效果？
在研究重力势能时首先要注意什么？
第四部分：重力势能的性质
情境3：以抛鸡蛋为例，一个30g的鸡蛋，从离地5米高的地方落到人身上，会有什么感觉？若鸡蛋初始位置不变，在此处向下挖一个100米的深坑，人站在坑底，鸡蛋继续落下落到人身上，会有什么感觉？
思考：为什么同样的鸡蛋，离地高度相同，会有如此不同的效果？
在研究重力势能时首先要注意什么？
由于高度的相对性，所以重力势能也应该有相对性，因此在研究一个物体的重力势能时应该先选一个参考平面，在这个平面上物体的重力势能值为0，即零势能面。
例3、如图，质量为1 kg的小球，从A点下落到地面上的B点，h1为1.2 m，桌面高h2为0.8 m，g取10m/s2。
（1）在表格的空白处按要求填入数据。
（2）如果下落时有空气阻力，表中的数据是否会改变？
所选的参考平面 小球在A点的重力势能 小球在B点的重力势能 整个下落过程中重力做的功 整个下落过程中小球重力势能的变化量
桌面
地面
总结：重力势能有哪些性质特点？
1、重力势能的相对性
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参考平面。
（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。
（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；
h1
h2
A
B
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，WG和△EP与参考平面的选择无关。
△Ep的绝对性
2、重力势能变化的绝对性
3、重力势能的系统性
如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力做功，也就不存在重力势能，所以重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。重力势能mgh中的m为物体的质量，g为地球的重力场强度，h为物体和地球的相对位置关系，所以表达式mgh充分表达了重力势能属于物体和地球组成的系统。平常说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。
物体说：重力势能是我自己的！
地球说：朋友这是咱们俩的！
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
例4、广西壮族“三月三”是壮族人民的传统节日，该节日民族活动很丰富，其中抛绣球是男女青年最喜欢的项目。假设某一青年女子在楼上将绣球水平抛出，抛出点离地4.5m，绣球质量0.6kg，在离地2.0m处被一男青年抢到。重力加速度取10m/s2，在绣球被抛出至被抢到的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．重力做功15J
B．重力势能增加了15J
C．若以抛出点为参考平面，绣球被抢到时的重力势能为－27J
D．若以地面为参考平面时，上述过程中绣球重力势能的变化量最大
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
1．重力做功有什么特点？
2．重力势能有哪些特点？
3．重力做功与重力势能变化有什么关系？
第四部分：总结提升
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
回扣环节
为何要拒绝高空抛物？
水力发电站为什么要修建很高的大坝？