高中物理人教版必修二7.4《重力势能》课件（共26张PPT）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版必修二7.4《重力势能》课件（共26张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-10-15 12:10:35 | ||
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文档简介
课件26张PPT。重力势能学习目标：
1.认识重力做功与路径无关的特点。
2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。
3.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。
4.知道重力势能的相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统共有的。第4节重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能变化的关系。
难点
1.重力势能的系统性和相对性。
2.重力做功跟物体重力势能变化的关系。重点难点问题解决这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。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2 000万千克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1 245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。
通过美国内华达州亚利桑那的陨石坑现象，
你能说出这么大的能量与哪些因素有关？问题解决这是长江三峡水力发电站的图片，水力发电站是利用水来发电的，它是利用水的什么能量发的电？图中发电站的建设位置选择（a）还是（b）？（a）（b）1.物体的重力势能跟哪些因素有关？实验（一） 用质量不同的两个铁块从同一高度释放，观察小桌陷入沙子中的深度。
实验（二） 用两个相同铁块从不同高度释放，观察小桌陷入沙子中的深度。
学生认真观察，并记录观察到的实验现象,思考总结重力势能跟哪些因素有关？一、重力的功提出问题实验现象：在实验（一）中，铁块的质量越大，小桌陷入沙子中的深度越大；在实验（二）中，铁块释放的高度越高，小桌陷入沙子中的深度越大。
结论：重力势能的大小与物体的质量和所处的位置有关，物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。
物体的高度发生变化时，重力要做功,因此，要研究重力势能，就不应脱离对重力做功的研究。 探究1：重力做的功与路径的关系情形一：竖直下落情形二：沿倾斜直线向下运动情形三：沿任意路径向下运动WG =mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2 探究1：重力做的功与路径的关系
沿斜线从 A 到 CCθWG=mglcosθ
=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2物体沿曲线运动从A到CW1=mglcosθ1
=mgΔh1
WG=W1+W2+W3+ ……
WG=mgΔh1+ mg Δh2
+ mgΔh3 +……
=mg（Δh1+ Δh2 + Δh3+ ……)
=mgh
=mgh1－mgh2 探究2：重力做的功与路径的关系结论：(1)物体运动时，重力对它做的功跟物体运动的路径无关，只跟它的起点和终点的位置有关（或者说只与初、末位置的高度差有关）。
(2)计算式：WG =mgh =mgh1-mgh2
“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。 【学以致用】
沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面
向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是( )
A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C.沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多
D.上述几种情况重力做的功同样多D把mgh叫做物体的重力势能，EP=mgh
即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。探究2：重力做的功与重力势能变化的关系
1.重力势能的概念WG＝mgh1－mgh2WG＝EP1－EP2初态的重力势能末态的重力势能重力势能与重力做功的关系重力势能EP=mgh
（1）是标量
（2）单位：1J=1N·m
2.重力做的功与重力势能的关系式探究二:重力做的功与重力势能变化的关系
求解1.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？若物体加速或减速下降呢？结论1：物体下降，重力做正功，重力势能减少，WG=EP1-EP2＞0；重力势能减少的数量等于重力做的功。分析：重力做功为：
WG=mg(h1-h2)=14000J
Ep1-Ep2=mgh1-gh2=14000J
重力势能减少了14000J
与运动状态没有关系求解2.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？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？分析：重力做功为：
WG=mg(h1-h2)=－14000J
物体克服重力做了14000J的功
Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=－14000J
重力势能增加了14000J结论2：物体上升，重力做负功，重力势能增加， WG=EP1-EP2＜0 ，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功。典型例题例1 沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不相同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，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时物体克服重力做功多
C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多
D.不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同解析：重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同,故选项D正确，选项A、B、C错误。D三、重力势能的相对性提出问题1.如何理解重力势能的相对性？小结：（1）重力势能的相对性：重力势能与参考平面的选取有关，而参考平面的选择是任意的，所以，重力势能具有相对性。因此在表达重力势能时，要指明参考平面的位置。物体在参考平面上时重力势能为0。重力势能具有相对性，是因为高度h具有相对性。
（2）参考平面的选择：参考平面的选择是任意的。可视解决问题的方便而定，通常选择地面为参考平面。如果没有特别说明参考平面就是地面。
（3）重力势能的正负：对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，重力势能是正值；在参考平面下方的物体，重力势能是负值。物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。
（4）重力势能变化的绝对性：重力势能具有相对性，与参考平面的选择有关，但重力势能的变化与参考平面的选择无关。正是因为这样，重力势能的变化比重力势能要有研究价值。四、重力势能是系统所共有的提出问题1.我们常说某物体的重力势能是多少，这种说法准确吗？结论：由重力势能与重力做功的密切关系和重力是地球与物体之间的相互作用力可以看出，如果没有地球，就谈不上重力势能，因此，严格说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”共有的，而不是地球上的物体单独具有的。通常说某物体的重力势能是多少，只是一种简化的说法。典型例题一、重力做功及其特点：WG ＝mgh1－mgh2
与路径无关，只与起点和终点的位置有关。
二、重力势能：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
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，重力势能减少的数量等于重力做的功。
重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等于克服重力所做的功。
四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。
重力势能为物体和地球组成的系统所共有。典型例题例4 如图所示，杆的中点有一转轴O，两
端分别固定质量为2m和m的小球a和b，
当杆从水平位置转到竖直位置时，小球
a和b构成的系统的重力势能如何变化，
变化了多少？巩固练习1.如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则下列说法中正确的是（ ）
A.沿轨道1滑下重力做功多
B.沿轨道2滑下重力做功多
C.沿轨道3滑下重力做功多
D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多D巩固练习2.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
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，重力势能减少了
D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功
D巩固练习ABD巩固练习
1.认识重力做功与路径无关的特点。
2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。
3.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。
4.知道重力势能的相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统共有的。第4节重点
重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能变化的关系。
难点
1.重力势能的系统性和相对性。
2.重力做功跟物体重力势能变化的关系。重点难点问题解决这是一幅美国内华达州亚利桑那陨石坑图片。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2 000万千克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1 245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。
通过美国内华达州亚利桑那的陨石坑现象，
你能说出这么大的能量与哪些因素有关？问题解决这是长江三峡水力发电站的图片，水力发电站是利用水来发电的，它是利用水的什么能量发的电？图中发电站的建设位置选择（a）还是（b）？（a）（b）1.物体的重力势能跟哪些因素有关？实验（一） 用质量不同的两个铁块从同一高度释放，观察小桌陷入沙子中的深度。
实验（二） 用两个相同铁块从不同高度释放，观察小桌陷入沙子中的深度。
学生认真观察，并记录观察到的实验现象,思考总结重力势能跟哪些因素有关？一、重力的功提出问题实验现象：在实验（一）中，铁块的质量越大，小桌陷入沙子中的深度越大；在实验（二）中，铁块释放的高度越高，小桌陷入沙子中的深度越大。
结论：重力势能的大小与物体的质量和所处的位置有关，物体的质量越大，高度越高，重力势能就越大。
物体的高度发生变化时，重力要做功,因此，要研究重力势能，就不应脱离对重力做功的研究。 探究1：重力做的功与路径的关系情形一：竖直下落情形二：沿倾斜直线向下运动情形三：沿任意路径向下运动WG =mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2 探究1：重力做的功与路径的关系
沿斜线从 A 到 CCθWG=mglcosθ
=mgh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2物体沿曲线运动从A到CW1=mglcosθ1
=mgΔh1
WG=W1+W2+W3+ ……
WG=mgΔh1+ mg Δh2
+ mgΔh3 +……
=mg（Δh1+ Δh2 + Δh3+ ……)
=mgh
=mgh1－mgh2 探究2：重力做的功与路径的关系结论：(1)物体运动时，重力对它做的功跟物体运动的路径无关，只跟它的起点和终点的位置有关（或者说只与初、末位置的高度差有关）。
(2)计算式：WG =mgh =mgh1-mgh2
“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。 【学以致用】
沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面
向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是( )
A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多
B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C.沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多
D.上述几种情况重力做的功同样多D把mgh叫做物体的重力势能，EP=mgh
即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。探究2：重力做的功与重力势能变化的关系
1.重力势能的概念WG＝mgh1－mgh2WG＝EP1－EP2初态的重力势能末态的重力势能重力势能与重力做功的关系重力势能EP=mgh
（1）是标量
（2）单位：1J=1N·m
2.重力做的功与重力势能的关系式探究二:重力做的功与重力势能变化的关系
求解1.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？若物体加速或减速下降呢？结论1：物体下降，重力做正功，重力势能减少，WG=EP1-EP2＞0；重力势能减少的数量等于重力做的功。分析：重力做功为：
WG=mg(h1-h2)=14000J
Ep1-Ep2=mgh1-gh2=14000J
重力势能减少了14000J
与运动状态没有关系求解2.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？物体克服重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？分析：重力做功为：
WG=mg(h1-h2)=－14000J
物体克服重力做了14000J的功
Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=－14000J
重力势能增加了14000J结论2：物体上升，重力做负功，重力势能增加， WG=EP1-EP2＜0 ，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功。典型例题例1 沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不相同的斜面将同一物体分别从底端拉到顶端，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时物体克服重力做功多
C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做功多
D.不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同解析：重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同,故选项D正确，选项A、B、C错误。D三、重力势能的相对性提出问题1.如何理解重力势能的相对性？小结：（1）重力势能的相对性：重力势能与参考平面的选取有关，而参考平面的选择是任意的，所以，重力势能具有相对性。因此在表达重力势能时，要指明参考平面的位置。物体在参考平面上时重力势能为0。重力势能具有相对性，是因为高度h具有相对性。
（2）参考平面的选择：参考平面的选择是任意的。可视解决问题的方便而定，通常选择地面为参考平面。如果没有特别说明参考平面就是地面。
（3）重力势能的正负：对选定的参考平面而言，在参考平面上方的物体，重力势能是正值；在参考平面下方的物体，重力势能是负值。物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。
（4）重力势能变化的绝对性：重力势能具有相对性，与参考平面的选择有关，但重力势能的变化与参考平面的选择无关。正是因为这样，重力势能的变化比重力势能要有研究价值。四、重力势能是系统所共有的提出问题1.我们常说某物体的重力势能是多少，这种说法准确吗？结论：由重力势能与重力做功的密切关系和重力是地球与物体之间的相互作用力可以看出，如果没有地球，就谈不上重力势能，因此，严格说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”共有的，而不是地球上的物体单独具有的。通常说某物体的重力势能是多少，只是一种简化的说法。典型例题一、重力做功及其特点：WG ＝mgh1－mgh2
与路径无关，只与起点和终点的位置有关。
二、重力势能：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
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，重力势能减少的数量等于重力做的功。
重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等于克服重力所做的功。
四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。
重力势能为物体和地球组成的系统所共有。典型例题例4 如图所示，杆的中点有一转轴O，两
端分别固定质量为2m和m的小球a和b，
当杆从水平位置转到竖直位置时，小球
a和b构成的系统的重力势能如何变化，
变化了多少？巩固练习1.如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则下列说法中正确的是（ ）
A.沿轨道1滑下重力做功多
B.沿轨道2滑下重力做功多
C.沿轨道3滑下重力做功多
D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多D巩固练习2.关于重力势能，下列说法中正确的是（ ）
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，重力势能减少了
D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功
D巩固练习ABD巩固练习