8.2 重力势能(共29张ppt)

(共29张PPT)
8.2 重力势能
复习：
功------物理意义：
量度能量转化的物理量
公式：
W=FScosα J 标量
正功---力是动力
负功---力是阻力
功率-----物理意义：
量度力做功的快慢，
即能量转化的快慢。
公式：
P=W/t=FV w 标量
（1）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?
（2）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
高处的水、重锤具有能量—重力势能
1、与高度有关
2、与质量有关
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猜想：重力势能和哪些因素有关？
探究方法：怎样研究重力势能的表达式？
思路：功是能量变化的量度
方法：研究重力做功的特点，找出重力势能的表达式
重力势能
物体由于被举高而 具有的能量
一：重力的功的特点
A:物体竖直下落
A
h
B
m
B:物体沿斜线运动
A
C
h
θ
m
L
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C:物体沿曲线运动
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一：重力的功的特点

微
元
法

推理：重力做的功等于“mgh”这个量的变化.
“mgh”是一个有特殊意义的物理量.
用这个物理量表示物体的重力势能。
物体从A落到B的过程中,重力做功
结论：重力做功与路径无关,只跟
始末位置的高度差有关！
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一：重力的功的特点
1、重力势能的表达式
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的重心的高度，单位：米（m）
2、定义：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．
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二、重力势能
思考如何计算重力势能
物体质量3kg，距离桌面高度0.5m，距离室内天花板2.0m，距离室外地面11.0m。
请用所给的数据，计算重力势能
注意：
规定零高度或零势能的位置，才能计算重力势能。
要说明选定的零势能参考面
通常规定地面为零高度或零势能的位置
同一物体，选不同零势能参考面，
计算结果不同，会有正数也有负数
a)需要先选定参考平面，H=0，重力势能也为零，称零势能参考面
c)? 重心在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
d)? 参考平面的选取是任意的 .通常选大地为参考面;比较势能大小，要选相同参考面。
b)? 重心在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
注意：势能是标量．+、–表示大小．
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3、重力势能是标量，具有相对性（高度具有相对性）
例： +5J>+1J>0>-1J>-5J
二、重力势能
例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
6J
10J
-4J
0
10J
10J
减少10J
减少10J
?相对性：选取不同的参考平面,重力势能的数值不同
势能变化的特点：WG 和 △EP 与参考面的选择无关
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参考
平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 A-B过程小球重力做功 A-B过程小球重力势能变化
桌面
地面
4、重力势能的系统性
a)重力势能属于物体和地球组成的系统，重力是
系统内相互作用力。
b)通常说“物体的重力势能”是指物体和地球组成
的系统的重力势能。
　势能：　相互作用的物体凭借其位置而具有的
能量叫做势能（potential energy）。
势能属于相互作用的系统所具有。
弹簧各部分间有相互作用力，弹簧具有“弹性势能”
分子间有相互作用力，组成的系统具有“分子势能”
电荷间有相互作用力，组成的系统具有“电势能”
二、重力势能
WG = Ep1 - Ep2 = - (Ep2- Ep1) =-△EP
正
负
减少
增加
重力做的功等于重力势能的减少
物体克服重力做的功等于重力势能的增加
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三、重力做功与重力势能变化的关系
1、重力做功量度重力势能的变化，与其它力
是否存在、是否做功无关
2、重力做功等于重力势能的减少量，即E初-E末

重力做功WG
(正、负） 重力势能EP
（增加、减少） 重力做功和重力势能变化的关系
物体
上升
物体
下降
1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：
A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；
B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；
C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；
D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。
ABD
2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，外力做功60J，则说法正确的是：
A、重力势能增加为10J；
B、物体的重力势能一定增加了50J；
C、物体的重力势能一定增加60J；
D、重力做了50J的负功。
BD
3：以下说法是否正确？说明原因
A：物体受拉力作用竖直向上运动，拉力做功1J，
但物体重力势能增加可能不是1J。
B：物体受拉力作用竖直向上匀速移动，拉力做功1J，
但物体重力势能增加不是1J。
C：物体受拉力作用向上运动，重力做功-1J，
拉力做功4J，那么，物体重力势能增加不是1J。
D：物体沿粗糙面向下加速运动，重力做功1J，
克服摩擦力做功0.5J，那么，物体重力势能
减少一定是1J
√
×
×
√
4、关于重力势能的几种理解，正确的是
A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体 做功
B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，因此重力势能具有相对性。
C、如图，同一高度释放质量相同甲、乙两球，对同一参考面，刚释放时它们的重力势能的值一定相等。
D、对同一参考面，两球在最低点时，甲球重力势能一定大于乙球。
BCD
甲
乙
8.2重力势能第二节
计算重力势能
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。
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。


1、起重机以0.5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀加速地沿竖直方向提升高度2m，则
1）起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？
2）物体克服重力做功为多少？
3）物体的重力势能变化了多大？
21000J
20000J
增加20000J
2、将棱长1m、质量为10kg的正方体，置于水平地面。
求：1)地面为参考面，此时物体的重力势能多大？
2)若绕它的一个棱翻转一周，克服重力做功
的最小值是多少？
g=10m/s2
1、50J
2、20.7J
3．如图所示，U 形管内装有同种液体，在管口右端用盖板密封，两液面的高度差为h，U 形管内液柱的总长度为4h，U 形管的横截面积处处相等，现拿走盖板A，最终液体静止。设液体密度为ρ，管的横截面积为S。
求：液体的重力势能变化了多少？

ρsgh2/4
4、如图：A的质量4M，B的质量1.5M，初位置A、B
重心等高。现由静止释放，A下降h时，
求：此过程中A、B系统的总重力势能减少多少？
系统总重力势能的减少：
?EP减=2.5Mgh
5．如图8—53所示，光滑的水平桌面离地面高度为2L，
在桌的边缘，一根长L的匀质软绳，质量为m，一半搁
在水平桌面上，另一半自然悬挂在桌面上，放手后，
绳子开始下落。试问，当绳子下端刚触地时，绳子的
重力势能减少多少？
11mgL/8
6、 如图，物体质量为m，轻弹簧劲度系数为K，
与物体相连接置于水平桌面上静止。现将物体缓
慢上提，当弹簧恰离开桌面时，物体的重力势能
增加多少？
m2g2/k
1、如图U形管，左端开口右端用盖子封闭，内装
有密度为ρ的液体，左侧横截面积3S，右侧横截
面积S，最初液面高度差为H。撤去盖子后，最终
管内水静止。求重力势能的减少量。
难点训练：
3ρgsH/8
2．如图所示，质量分别为M 和m 的两物块用细绳
通过光滑定滑轮连接，m放在倾角为θ的光滑斜面上，
斜面固定不动，物块M 能沿杆AB无摩擦地下滑．已知
M=10kg，m=1kg，θ=30°，A、O间的距离L=4m．
求：1、M从A点由静止开始下滑h=3m时，m的重力势
能增加多大？
2、M、m系统的总重力势能减少了多少？
1、5J
2、295J
3、 如图，物体A质量为m，B质量为2m，下面轻弹
簧劲度系数为K1，上面轻弹簧劲度系数为K2，两个弹
簧与物体A、B相连接置于水平桌面上静止。现将物体
B缓慢上提，当下面的弹簧恰离开桌面时，物体A、B
的重力势能增加各是多少？
A
B
A增加 3m2g2/k1
B增加 2mg(3mg/k1+3mg/k2)
=6m2g2(1/k1+1/k2)