高中物理 沪科版 必修2 4.1 势能的变化与机械功(共21张PPT)

(共21张PPT)
第四节
势能的变化与机械功
震撼的雪崩画面
从高处往低处流的水能够推动发电机做功，表明水原来“储存”一定的能量。这种由于具有一定高度而具有的能量叫做重力势能。
重力势能和哪些物理量有关系？
2
探究影响因素
猜想
重力势能和什么因素有关
猜想：重力势能和什么因素有关
2016-04-15
贵州省气象局新闻贵阳迎雷雨
局部地区下冰雹
小组讨论：利用材料，设计实验探究重力势能影响因素
物体质量一定，高度越高，重力势能越大
质量
m
高度
h
物体高度一定，质量越大，重力势能越大
求下落过程中，三种情况下重力做功
3
探究定量关系
重力做的功：
WG＝mgΔh1＋mgΔh2
＋
···
＝mg(Δh1
＋Δh2
＋
···)
＝mgh
＝mgh1－mgh2
Δ
h2
Δ
h3
Δ
h4
Δ
h5
·
·
·
Δ
h1
将曲线分割为无穷多小段
WG1＝mgh=mgh1－mgh2
WG2＝
mglcosθ
＝mgh＝
mgh1－mgh2
WG3＝mgh=mgh1－mgh2
WG＝mgh
=mgh1－mgh2
4
总结做功特点
重力做功的特点：只与初末状态物体的高度差有关，与运动的具体路径无关.
重力势能的表达式
Ep=mgh
能量变化
功
WG
＝
mgh
=mgh1－mgh2
单位:焦（J）
标量
物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积．
1、重力做正功重力势能减少，而且重力做了多少功，重力势能就减少了多少。
2、重力做负功重力势能增加，而且克服重力做了多少功，重力势能就增加多少。
质量m的灯泡，距离桌面高度h1，距离地面h2,距离天花板h3.求灯泡具有的重力势能。
例题
h1
h2
h3
Ep=mgh1
Ep=mgh2
Ep=mgh3
重力势能的
相对性
H不同实质上是因为我们选取的参考平面不同
重力势能的相对性
h1
h2
h3
Ep>0
Ep<0
在参考平面以上的物体，重力势能为正值，反之，为负值
正负号不代表方向，代表大小
重力势能：－3
J＞
－
5
J
选取不同参考平面时，同一物体在同一个点的重力势能可以有不同的值。
以方便问题的研究为原则任意选取参考平面，一般取地面为参考平面
5
重力势能性质
重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面．对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；
下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少
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
6J
10J
-4J
0
10J
10J
减少10J
减少10J
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与参考面的选择无关
?Ep是相对的，△Ep是绝对的
重力是地球与物体之间的相互作用力，那么重力势能就应该是地球和物体所共有的。
重力势能的共有性
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
6
课堂练习
ABC
2、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、重力做了50J的负功
C、物体的重力势能一定增加了50J
D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零
BC
重力做功：与起点和终点的位置有关，与路径无关．
重力势能：
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
重力势能的相对性
重力势能与参考平面的选取有关．
重力势能的变化量与参考平面的选取无关．
重力势能的系统性
势能是物体和地球所共有的．
总结