人教版高中物理 必修二 第七章 7.4 重力势能 (共38张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理 必修二 第七章 7.4 重力势能 (共38张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 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 | 2020-02-29 19:08:46 | ||
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文档简介
(共38张PPT)
力：物体之间的相互作用。
重力：物体由于地球的吸引而受到的力。
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
知识回顾
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。
导入新课
雪崩
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2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。
陨石坑
美国内华达州亚利桑那
“和平号”空间站残片
（1）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？
（2）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?
水电站
（3）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
打桩机
用自己的课本做如下试验
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 ? ?
探究
结论
1、高度不同，感觉不同说明与高度有关；
2、质量不同，感觉不同说明与质量有关 。
世界第一大瀑布--------尼亚加拉大瀑布
7.4 重力势能
1.知识与能力
理解重力势能的定义及定义式。
知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负号的含义。
理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。
培养探究归纳能力和逻辑思维的能力。
教学目标
2 . 过程与方法
在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。
体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。
3. 情感态度与价值观
从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣 。
体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
教学重难点
重力势能的概念及对重力势能的应用。
如何探究重力势能的概念。
重点
难点
1﹑重力做功
2﹑重力势能
3﹑重力势能的相对性
4 ﹑势能是系统所共有的
本节导航
1﹑重力做功
你感受到他的刺激了吗？
物体沿斜线运动
A
C
h
θ
m
L
物体竖直下落
A
h
B
m
物体沿曲线运动
A
△h 1
θ
m
L
A
C
h
Δh1
Δh2
Δh3
重力做功的特点:
重力做功与物体运动的路径无关，只跟它的起点和终点的位置（高度）有关，即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。
WG = mgh1 - mgh2
结论
一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)
例
解:
小球下落高度为5m
=5×9.8×5J
=245J
重力做功与路径无关
2﹑重力势能
你感受到它的美丽了吗？
Δh
h2
h1
A
B
物体从A落到B的过程中,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,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。
重力势能的表达式
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的高度，单位：米（m）
Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J）
即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．（标量）
Ep = mgh
重力势能的改变和重力做功之间有怎样的关系呢？
WG＝EP1－EP2
想一想
2. 当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即WG＜０，EP1＜EP2，重力势能增大
1. 当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2，EP2重力势能减小；
重力做功对应着重力势能的变化
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
负
增加
物体克服重力做的功等于重力势能的增加
正
减少
重力做的功等于重力势能的减少
结论
如果功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同一物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？
想一想
分析：如果重力的功与路径有关，我们就不能把mgh叫做物体的重力势能了。
解：因为重力做功对应着重力势能的改变。当重力功与路径有关时则h不能与重力的位移相对应，不能称为重力势能。
3﹑重力势能的相对性
儿时的游戏是否还记得？
人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事呢？
想一想
因为是跳到地板上！
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
重力势能的增量△Ep＝ EPB－EPA ＝-2mgh
探究
结论
需要先选定参考平面
? 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
? 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
? 参考平面的选取是任意的 。
重力势能为标量，正负不表方向
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)
参考
平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化
桌面
地面
h1
h2
A
B
6J
-4J
10J
0
10J
10J
减少10J
减少10J
小结：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与参考面的选择无关。
有一物体在A点的重力势能是1J，在B点的重力势能是0，在C点的重力势能是 -2J，则物体在哪一点的重力势能最大？
答：如图，因为重力势能是标量，所以在A点的势能大于在B点的势能大于在C点的势能.
A
B
C
4 ﹑势能是系统所共有的
我们生活的家园！
结论
1. 严格说来，重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
2. 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。
1.重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关。
2.重力势能：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。
课堂小结
4. 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参考平面。
5. 势能是系统能
重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系统”所共有的
针对性练习
游乐场中的一种滑梯如图所示，小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则（ ）
A.下滑过程中支持力对小朋友做功 B.下滑过程中小朋友的重力势能增加 C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功
D
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
课堂练习
2. 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，但这并不影响研究有关重力势能的问题
C. 在同一高度将物体不论向何方向抛出，只要抛出时的初速度大小相同，则落地时减少的重力势能必相等
D. 放在地面的物体，它的重力势能一定等于零
BC
3. 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. 物体的重力势能一定增加了50J；
C. 物体的动能一定减少50J；
D. 重力做了50J的负功。
BD
4. 挂在竖直墙壁上的长1.80m的画，画面质量为100g，下面画轴质量为200g，将它沿墙缓慢卷起，g取10m/s2，需做多少功？
答：由公式可得4.5J。
5. 以40m／s的初速度竖直向上抛出一个物体，以抛出点为参考平面，经过 t s 后，物体的重力势能是重力势能最大值的 ? 倍，则 t 的大小为（g = 10m／s2）( )
A．2 s B．3 s C．4 s D．5 s
A
力：物体之间的相互作用。
重力：物体由于地球的吸引而受到的力。
势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
知识回顾
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。
导入新课
雪崩
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2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。
陨石坑
美国内华达州亚利桑那
“和平号”空间站残片
（1）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？
（2）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?
水电站
（3）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
打桩机
用自己的课本做如下试验
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 ? ?
探究
结论
1、高度不同，感觉不同说明与高度有关；
2、质量不同，感觉不同说明与质量有关 。
世界第一大瀑布--------尼亚加拉大瀑布
7.4 重力势能
1.知识与能力
理解重力势能的定义及定义式。
知道重力势能的值是相对的，理解重力势能正负号的含义。
理解重力做功与重力势能的关系，知道重力做功与路径无关。
培养探究归纳能力和逻辑思维的能力。
教学目标
2 . 过程与方法
在探究过程中渗透科学的研究方法：控制变量法，实验过程观察法及实验结果分析法。
体会用“实验法”和“理论推导”相互验证问题的方法。
3. 情感态度与价值观
从对生活中有关物理现象的观察，渗透在探究过程中体验解决问题的成功喜悦，激发学生探索自然规律的兴趣 。
体验科学不仅仅是认识自然，挑战自然，更在于能动的改造自然。
教学重难点
重力势能的概念及对重力势能的应用。
如何探究重力势能的概念。
重点
难点
1﹑重力做功
2﹑重力势能
3﹑重力势能的相对性
4 ﹑势能是系统所共有的
本节导航
1﹑重力做功
你感受到他的刺激了吗？
物体沿斜线运动
A
C
h
θ
m
L
物体竖直下落
A
h
B
m
物体沿曲线运动
A
△h 1
θ
m
L
A
C
h
Δh1
Δh2
Δh3
重力做功的特点:
重力做功与物体运动的路径无关，只跟它的起点和终点的位置（高度）有关，即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。
WG = mgh1 - mgh2
结论
一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)
例
解:
小球下落高度为5m
=5×9.8×5J
=245J
重力做功与路径无关
2﹑重力势能
你感受到它的美丽了吗？
Δh
h2
h1
A
B
物体从A落到B的过程中,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,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。
重力势能的表达式
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的高度，单位：米（m）
Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J）
即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．（标量）
Ep = mgh
重力势能的改变和重力做功之间有怎样的关系呢？
WG＝EP1－EP2
想一想
2. 当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即WG＜０，EP1＜EP2，重力势能增大
1. 当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2，EP2重力势能减小；
重力做功对应着重力势能的变化
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
负
增加
物体克服重力做的功等于重力势能的增加
正
减少
重力做的功等于重力势能的减少
结论
如果功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同一物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？
想一想
分析：如果重力的功与路径有关，我们就不能把mgh叫做物体的重力势能了。
解：因为重力做功对应着重力势能的改变。当重力功与路径有关时则h不能与重力的位移相对应，不能称为重力势能。
3﹑重力势能的相对性
儿时的游戏是否还记得？
人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事呢？
想一想
因为是跳到地板上！
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
重力势能的增量△Ep＝ EPB－EPA ＝-2mgh
探究
结论
需要先选定参考平面
? 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
? 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
? 参考平面的选取是任意的 。
重力势能为标量，正负不表方向
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)
参考
平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化
桌面
地面
h1
h2
A
B
6J
-4J
10J
0
10J
10J
减少10J
减少10J
小结：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与参考面的选择无关。
有一物体在A点的重力势能是1J，在B点的重力势能是0，在C点的重力势能是 -2J，则物体在哪一点的重力势能最大？
答：如图，因为重力势能是标量，所以在A点的势能大于在B点的势能大于在C点的势能.
A
B
C
4 ﹑势能是系统所共有的
我们生活的家园！
结论
1. 严格说来，重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
2. 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。
1.重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关。
2.重力势能：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。
课堂小结
4. 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参考平面。
5. 势能是系统能
重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系统”所共有的
针对性练习
游乐场中的一种滑梯如图所示，小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则（ ）
A.下滑过程中支持力对小朋友做功 B.下滑过程中小朋友的重力势能增加 C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功
D
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
课堂练习
2. 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，但这并不影响研究有关重力势能的问题
C. 在同一高度将物体不论向何方向抛出，只要抛出时的初速度大小相同，则落地时减少的重力势能必相等
D. 放在地面的物体，它的重力势能一定等于零
BC
3. 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. 物体的重力势能一定增加了50J；
C. 物体的动能一定减少50J；
D. 重力做了50J的负功。
BD
4. 挂在竖直墙壁上的长1.80m的画，画面质量为100g，下面画轴质量为200g，将它沿墙缓慢卷起，g取10m/s2，需做多少功？
答：由公式可得4.5J。
5. 以40m／s的初速度竖直向上抛出一个物体，以抛出点为参考平面，经过 t s 后，物体的重力势能是重力势能最大值的 ? 倍，则 t 的大小为（g = 10m／s2）( )
A．2 s B．3 s C．4 s D．5 s
A