7.4 重力势能（27张ppt)

(共27张PPT)
1.知道重力做功的特点；会推导重力势能的变化和重力做功的关系.
2.知道重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行计算.
3.理解重力势能的相对性和系统性.
本节课的重点内容有：
第
4
节
重
力
势
能
2011年7月2日下午1点半，在杭州滨江区的一住宅小区，一个2岁女童突然从10楼坠落，在楼下的吴菊萍奋不顾身地冲过去用双手接住了孩子，女孩稚嫩的生命得救了，但吴菊萍的手臂瞬间被巨大的冲击力撞成粉碎性骨折。
一、创境激情 引入课题
（一）实例展示 初步感知
最
美
妈
妈
2016年冬天的第一场雪，比以往来的更晚一些……
“呼——”成千上万片雪花漫天飞舞，像银色的蝴蝶，像洁白的花瓣，像轻盈的羽毛 ……它们把整个大地装扮得如同一个粉雕玉砌的童话世界。
（一）实例展示 初步感知
2002年９月２１日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少１００人失踪。
然而雪崩爆发时，以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自然界带来不尽的灾难……
一个大缸
淡定中！
Help!
2.如果把它高高的悬挂在
你的头顶上呢？
（一）实例展示 初步感知
1.放在你脚边，有何感觉？
由以上实例可以知道，物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。
重力势能
1、物体由于处在一定的高度而具有的能量是什么能量呢？
想一想
（一）实例展示 初步感知
2、重力势能可能与什么 因素有关呢？
重力势能与质量、高度有关
思考：重力势能与质量、高度的定量关系是什么？
用自己的课本做如下实验，根据感觉体会物体的重力势能与什么因素有关？
1、与高度有关。位置越高，重力势能越大。
（1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉
（2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉
结论：
（二）亲身体验 加深认识
做一做
2、与质量有关。质量越大，重力势能越大。
物体的高度发生变化时，重力要做功：物体被举高时，重力做负功；物体下降时，重力做正功。
因此，认识这种势能，不
能脱离对重力做功的研究。
高度变化时，重力势能将如何变化？
思考：
Δh
思考与讨论：如图，质量为m的小球从高为h1的初位置沿三种不同的路径运动到高为h2的末位置。请计算三种情况下重力做的功分别是多少？根据计算结果你能总结出重力做功的特点吗？
先独立思考，然后小组内交流，讨论完成后各组代表发言。
二、 理论探究 把握规律
W1=
W2=
W3=
类型3
类型2
类型1
理论探究 重力做的功
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
求下列三种情况下，小球从A运动到B，重力对小球做的功
思考：重力做功的特点是什么？
微元法
重力做功的特点：
重力做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。
WG =mgh1－mgh2
表达式：
初位置的高度
末位置的高度
WG＝mgh
例：如图所示，质量为m的小球从高度为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它达到高度为h/4的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为 （ ）
A. mgh/4
B. 3mgh/4
C. mgh
D. 0
B
A
D
B
C
重力做功的特点：
重力做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。
WG =mgh1－mgh2
表达式：
“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。
把物理量mgh叫做重力势能。
2、表达式：
1、定义：
物体所受重力mg与所处高度h的乘积叫做物体的重力势能。用Ep表示。
3、单位：
4、重力势能有无方向？
根据预习，明确以下问题：
Ep = mgh
焦耳，符号为J
只有大小无方向，是标量。
重力势能
h
m
思考：重力做功与重力势能变化的关系怎样
探究二、重力做功和重力势能变化的关系
二、 理论探究 把握规律
物体向下运动，重力做 功，重力势能 。
物体向上运动，重力做 功，重力势能 。
判一判：如上图，当物体向上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变化？请完成以下填空，自主回答。
正
减少
负
增加
①如果重力做正功，
②如果重力做负功，
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。
重力做功的表达式为：
探究二、重力做功和重力势能变化的关系
重力势能的减少量等于 重力对物体做的功。
WG>0，则EP1>EP2，
重力势能减少，
WG<0，则EP1重力势能增加，
重力势能的增加量等于物体克服重力做的功。
脑筋急转弯：
人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？
向里跳到五楼的地板上。
算一算：若人的质量为50kg,五楼窗台距五楼地面的高度为1m，距楼外地面的高度为16m，g=10m/s2。则：
1、相对五楼地面，人的重力势能是多少？
2、相对楼外地面，人的重力势能是多少
500J
8000J
1.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。
3. 参考平面的选取是任意的 .
在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
2.重力势能是标量．+、–表示大小．
17
高度是相对的，所以重力势能也是相对的
注意:
【此平面为h=0,零势能面】
探究三、重力势能的相对性
二、 理论探究 把握规律
重力势能的相对性
h
h
h
A
h
h
h
A
h
h
h
A
B
B
B
EPB=-3mgh
EPA=2mgh
EPB=-2mgh
EPA=0
EPA=-mgh
EPB=0

WG =EP1－Ep2=2mgh
练一练: 如图有一个质量2kg的小球从桌面以上高h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面的高为h2=0.8m。请按要求填写下表 (g=10m/s2)。
参考
平面 小球在A点重力势能EpA 小球在B点重力势能EpB A→B下落过程小球重力做功
WG A→B下落过程小球重力势能变化ΔEp
桌面
地面
24J
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
－16J
40J
减少40J
40J
0J
40J
减少40J
WG、△Ep与参考面的选取无关。
比较、分析表格中的数据，有何特点？
想一想：重力势能跟重力做功密切相关， 如果没有了重力，物体还有重力势能吗？
探究4、重力势能的系统性
二、 理论探究 把握规律
没有！
温馨提示：
严格地说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。
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：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。
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。
1、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则（ ）
A、重力做功为50J；
B、重力做功为-50J。
C、物体的重力势能一定增加了50J；
D、物体的重力势能一定减少50J；
BC
三、学以致用 巩固提高（基础）
2、 如图7－4－2所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设以桌面处为参考平面，则小球落到地面前瞬间的重力势能为
(　　)．
A．mgh　　　　　　
B．mgH
C．mg(h＋H)
D．－mgh
图7－4－2
D
三、学以致用 巩固提高（基础）