高一物理（人教版） 7.4 重力势能 第一课时(共48张PPT)
文档属性
| 名称 | 高一物理（人教版） 7.4 重力势能 第一课时(共48张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 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 | 2020-06-13 14:58:55 | ||
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文档简介
(共48张PPT)
《重力势能》第一课时
高一年级
物理
初中学习的重力势能
八年级下69页
八年级下70页
回忆
重力势能的概念？
八年级下69页
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。
初中学习的重力势能
八年级下69页
八年级下70页
回忆
重力势能的
影响因素？
质量和高度
重力势能与重力做功密切相关
物体的质量越大，
位置越高，
重力势能就越大。
一、重力做的功
一个质量为m的物体，从与地面高度为h1的位置A，竖直向下运动到高度为h2的位置B。
求这个过程中重力做的功？
=mgΔh=mgh1－mg
物体竖直向下运动
必修二79页
W=Flcos
一个质量为m的物体，沿着斜面从A点向下运动到B
＇点，高度由h1降为h2，再水平运动到B点。
求整个过程中，重力做的功？
物体先沿斜面向下运动，再沿水平面运动
必修二79页
从A点到B＇点
从B＇点到B点
=mglcos
=mgΔh=mgh1－mg
=0
重力方向和位移的方向垂直
=+
=mg
整个过程
物体先沿斜面向下运动，再沿水平面运动
必修二79页
物体先沿斜面向下运动，再沿水平面运动
思考：斜面是否光滑对计算“重力做的功”有影响吗？
没有影响
摩擦力不会影响G和Δh
必修二79页
重力做功只和G和Δh有关
尽管物体运动的路径不同，但高度变化相同，
重力做的功相同。
=mgΔh=mgh1－mg
综合两种情况
必修二79页
WG相同
Δh相同
位移相同
初末位置相同
一、重力做的功
2、重力做的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。
只要起点和终点的位置不变，不论物体沿什么路径运动，重力所做的功都相同。
1、公式
=mgΔh
为起点和终点的高度差
1、你从四楼教室去二楼找同学
思考:以下过程中重力做的功？
（1）从四楼到二楼
下楼路径：东边楼梯、西边楼梯、电梯
结论：重力做的功相同。
结论：重力做的功相同。
同学的位置：水房、教室、阳台
（2）在二楼找同学
结论：重力做的功都为零。
（3）整个过程
思考:以下过程中重力做的功？
2、从教室出发到回到教室整个过程
结论：重力做的功为零。
3、你去其他楼层找同学，最后回到教室
结论：重力做的功为零。
综合两种情况
mg
和重力做功密切相关
随高度的增加而增加
重力势能
与初中学习的重力势
能特征一致
必修二79页
=mgΔh=mgh1－mg
随质量的增加而增加
二、重力势能EP
1、定义：物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。
2、公式
EP＝mgh
4、重力势能是标量
3、单位：焦耳（J）
1kg·m·s-2·m
F=ma
W=Fs
=1J
=1N·m
EP＝mgh
5、重力做功和重力势能的关系
=
EP1
初态的
重力势能
末态的
重力势能
重力
做的功
=
－
=mgh1－mg
－EP2
功是能量转化的量度
功能关系
必修二79页
物体由高处运动到低处
重力做____功，
WG>0
减少
正
重力势能_____，
EP1>EP2
你从四楼到二楼
重力势能减少的数值等于重力做的功。
功能关系
物体由低处运动到高处
重力做____功，
WG<0
增加
负
重力势能_____，
EP1你从二楼到四楼
重力势能增加的数值等于物体克服重力做的功。
功能关系
小球在A点的重力势能
EPA=mgh1
EPA=mgΔh=mgh1－mg
以地面为高度参考平面
选取参考平面不同
以B点所在平面为高度参考平面
必修二79页
1.在参考平面上重力势能为零。通常取地面为参考平面。
三、重力势能的相对性
参考平面下方的物体,
重力势能是负值。
负值的重力势能，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能小。
参考平面上方的物体,
重力势能是正值。
负号表示大小
重力势能是标量
以二楼的地面为参考平面，二层楼房里A处的物体和一层楼房里B处的物体的重力势能是正值还是负值？
A处物体的重力势能是正值
B处物体的重力势能是负值
思考：选一楼的地面为参考平面，两处物体的重力势能变化吗？
必修二82页
重力势能变化
思考?
1.在参考平面上重力势能为零。通常取地面为参考平面。
三、重力势能的相对性
2.选择不同的参考平面，重力势能不同。
选取不同的参考平面，
重力势能的差值相同吗？
设物体的质量为m，楼层高度为h，请选择不同的参考面，计算物体位于A点和B点时，重力势能的差值。
B
A
B
思考?
以B的地板
为参考平面
以A的地板
为参考平面
以A的天花板
为参考平面
B
A
B
h
h
B
A
B
h
h
B
A
B
h
h
EPA=2mgh
EPB=0
EPB=－2mgh
EPB=－mgh
EPA=mgh
EPA=0
EPA－EPB
＝2mgh
选择不同的参考平面，重力势能的差值相同。
=
mgΔh
1.在参考平面上重力势能为零。通常取地面为参考平面。
三、重力势能的相对性
2.选择不同的参考平面，重力势能不同。
3.选择不同的参考平面，重力势能的差值相同。
选择不同的参考平面，重力做的功相同吗？
思路一：功能关系
思路二：=mg
相同
B
A
B
以B的地板
为参考平面
以A的地板
为参考平面
以A的天花板
为参考平面
思考?
1、重力是物体与地球之间的作用力。
四、重力势能是物体与地球组成的系统所共有的
没有重力就不会有重力做功，就不存在重力势能。
2、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。
物体沿曲面下滑，高度由h1降为h2,求重力做的功？
拓展一：物体沿曲面下滑
必修二81页
微元法
微元法——物理学常用方法
把一些复杂的物理过程分解成为很多很小的“元过程”，每个“元过程”都是我们熟悉的更加简单的过程，可以用我们熟悉的规律加以解决，这样就能使问题简单化。
无限分割
微元法——物理学常用方法
这是从对事物的极小部分——“微元”的分析入手，先分析“微元”,再通过“微元”分析整体。
求和
无限分割
微元法——物理学常用方法
每一个小的匀速过程就是微元
根据v-t图像求
匀变速直线运动位移公式
把变速过程分解成匀速过程
必修一43页
把梯形分割成一个个小矩形
适用于处理任何形状的v-t图像
小矩形面积之和就能代表位移
求和
根据v-t图像求
匀变速直线运动位移公式
必修一43页
小矩形合在一起就形成了梯形
微元法——物理学常用方法
把曲线分割成很多很短的小段
研究一般曲线运动
每一小段——微元
必修二30页
每一小段运动都可以看成圆周运动的一部分
无限分割
微元法——物理学常用方法
把整个路径分成很多段很短的间隔，经过的路程分别为AA1,A1A2,A2A3,……
微元法——物理学常用方法
每一小段曲线近似成倾斜的直线
AA1，A1A2都是微元
必修二81页
无限分割
WG=
+
+
+…
设每小段斜线的高度差分别是Δh1，Δh2，Δh3，……
=mgΔh
=
mg(Δh1+Δh2+Δh3)
=mgh1-mgh2
微元法——物理学常用方法
必修二81页
mgΔh1
mgΔh3
mgΔh2
求和
重力做功
只和初末位置有关，与路径无关。
必修二80页
综合三种情况
必修二81页
=mgΔh=mgh1－mg
思考:若重力做功与路径有关，
我们还能把mgh
叫做重力势能吗？
，如果同一物体分别沿红色的路径和绿色的路径从
A点到B点，如果重力所作的功不相同，会出现什么样的情况呢？
同一物体分别沿红色路径和蓝色路径从A点运动到B点，若重力做功与路径有关，会出现什么情况呢？
拓展二：若重力做功与路径有关
必修二81页
A
B
A
B
WG
=EPA－EPB
设B点为重力势能的零势能点
当EPB相同时，WG不相同，则EPA不相同
结论：若重力做功与路径有关，
不能用mgh
表示重力势能。
必修二81页
A
B
重力势能存在的前提条件是
重力做功与路径无关。
例1.将一个物体由A点移至B点，重力做功（
）
A.与运动过程中是否存在阻力有关
B.与物体沿直线或曲线运动有关
C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关
D.与物体初、末位置高度差有关
重力做功
D
重力做的功只跟初末位置有关
A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势
能，但并不影响研究有关重力势能差值的问题
例2.关于重力势能的几种理解，正确的是(
)多选
重力势能
A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
重力势能具有相对性，重力势能为零的物体，只能说明它在零势能面上，它还是可以对外做功的。A错。
B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
重力势能的大小与零势能面的选取有关，如果不选地面为零势能面，则地面上物体的重力势能就不为零。B错。
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
物体落到同一地面上的高度相对参考平面高度是相同的，根据Ep=mgh可知，重力势能相等。C正确。
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能差值的问题
重力势能与零势能面的选择有关，但重力势能的差值与参考平面的选择无关。D正确。
A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能差值的问题
例2.关于重力势能的几种理解，正确的是(
)多选
CD
重力势能
一、重力做的功
2、重力做功与路径无关，只和初末位置有关。
本节小结
1、WG=mgΔh
二、重力势能
1、Ep
=
mgh
2、重力做的功等于重力势能的差值
3、重力势能的相对性
4、重力势能差值的确定性
本节小结
5、重力势能的系统性
《重力势能》第一课时
高一年级
物理
初中学习的重力势能
八年级下69页
八年级下70页
回忆
重力势能的概念？
八年级下69页
物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。
初中学习的重力势能
八年级下69页
八年级下70页
回忆
重力势能的
影响因素？
质量和高度
重力势能与重力做功密切相关
物体的质量越大，
位置越高，
重力势能就越大。
一、重力做的功
一个质量为m的物体，从与地面高度为h1的位置A，竖直向下运动到高度为h2的位置B。
求这个过程中重力做的功？
=mgΔh=mgh1－mg
物体竖直向下运动
必修二79页
W=Flcos
一个质量为m的物体，沿着斜面从A点向下运动到B
＇点，高度由h1降为h2，再水平运动到B点。
求整个过程中，重力做的功？
物体先沿斜面向下运动，再沿水平面运动
必修二79页
从A点到B＇点
从B＇点到B点
=mglcos
=mgΔh=mgh1－mg
=0
重力方向和位移的方向垂直
=+
=mg
整个过程
物体先沿斜面向下运动，再沿水平面运动
必修二79页
物体先沿斜面向下运动，再沿水平面运动
思考：斜面是否光滑对计算“重力做的功”有影响吗？
没有影响
摩擦力不会影响G和Δh
必修二79页
重力做功只和G和Δh有关
尽管物体运动的路径不同，但高度变化相同，
重力做的功相同。
=mgΔh=mgh1－mg
综合两种情况
必修二79页
WG相同
Δh相同
位移相同
初末位置相同
一、重力做的功
2、重力做的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。
只要起点和终点的位置不变，不论物体沿什么路径运动，重力所做的功都相同。
1、公式
=mgΔh
为起点和终点的高度差
1、你从四楼教室去二楼找同学
思考:以下过程中重力做的功？
（1）从四楼到二楼
下楼路径：东边楼梯、西边楼梯、电梯
结论：重力做的功相同。
结论：重力做的功相同。
同学的位置：水房、教室、阳台
（2）在二楼找同学
结论：重力做的功都为零。
（3）整个过程
思考:以下过程中重力做的功？
2、从教室出发到回到教室整个过程
结论：重力做的功为零。
3、你去其他楼层找同学，最后回到教室
结论：重力做的功为零。
综合两种情况
mg
和重力做功密切相关
随高度的增加而增加
重力势能
与初中学习的重力势
能特征一致
必修二79页
=mgΔh=mgh1－mg
随质量的增加而增加
二、重力势能EP
1、定义：物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积。
2、公式
EP＝mgh
4、重力势能是标量
3、单位：焦耳（J）
1kg·m·s-2·m
F=ma
W=Fs
=1J
=1N·m
EP＝mgh
5、重力做功和重力势能的关系
=
EP1
初态的
重力势能
末态的
重力势能
重力
做的功
=
－
=mgh1－mg
－EP2
功是能量转化的量度
功能关系
必修二79页
物体由高处运动到低处
重力做____功，
WG>0
减少
正
重力势能_____，
EP1>EP2
你从四楼到二楼
重力势能减少的数值等于重力做的功。
功能关系
物体由低处运动到高处
重力做____功，
WG<0
增加
负
重力势能_____，
EP1
重力势能增加的数值等于物体克服重力做的功。
功能关系
小球在A点的重力势能
EPA=mgh1
EPA=mgΔh=mgh1－mg
以地面为高度参考平面
选取参考平面不同
以B点所在平面为高度参考平面
必修二79页
1.在参考平面上重力势能为零。通常取地面为参考平面。
三、重力势能的相对性
参考平面下方的物体,
重力势能是负值。
负值的重力势能，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能小。
参考平面上方的物体,
重力势能是正值。
负号表示大小
重力势能是标量
以二楼的地面为参考平面，二层楼房里A处的物体和一层楼房里B处的物体的重力势能是正值还是负值？
A处物体的重力势能是正值
B处物体的重力势能是负值
思考：选一楼的地面为参考平面，两处物体的重力势能变化吗？
必修二82页
重力势能变化
思考?
1.在参考平面上重力势能为零。通常取地面为参考平面。
三、重力势能的相对性
2.选择不同的参考平面，重力势能不同。
选取不同的参考平面，
重力势能的差值相同吗？
设物体的质量为m，楼层高度为h，请选择不同的参考面，计算物体位于A点和B点时，重力势能的差值。
B
A
B
思考?
以B的地板
为参考平面
以A的地板
为参考平面
以A的天花板
为参考平面
B
A
B
h
h
B
A
B
h
h
B
A
B
h
h
EPA=2mgh
EPB=0
EPB=－2mgh
EPB=－mgh
EPA=mgh
EPA=0
EPA－EPB
＝2mgh
选择不同的参考平面，重力势能的差值相同。
=
mgΔh
1.在参考平面上重力势能为零。通常取地面为参考平面。
三、重力势能的相对性
2.选择不同的参考平面，重力势能不同。
3.选择不同的参考平面，重力势能的差值相同。
选择不同的参考平面，重力做的功相同吗？
思路一：功能关系
思路二：=mg
相同
B
A
B
以B的地板
为参考平面
以A的地板
为参考平面
以A的天花板
为参考平面
思考?
1、重力是物体与地球之间的作用力。
四、重力势能是物体与地球组成的系统所共有的
没有重力就不会有重力做功，就不存在重力势能。
2、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。
物体沿曲面下滑，高度由h1降为h2,求重力做的功？
拓展一：物体沿曲面下滑
必修二81页
微元法
微元法——物理学常用方法
把一些复杂的物理过程分解成为很多很小的“元过程”，每个“元过程”都是我们熟悉的更加简单的过程，可以用我们熟悉的规律加以解决，这样就能使问题简单化。
无限分割
微元法——物理学常用方法
这是从对事物的极小部分——“微元”的分析入手，先分析“微元”,再通过“微元”分析整体。
求和
无限分割
微元法——物理学常用方法
每一个小的匀速过程就是微元
根据v-t图像求
匀变速直线运动位移公式
把变速过程分解成匀速过程
必修一43页
把梯形分割成一个个小矩形
适用于处理任何形状的v-t图像
小矩形面积之和就能代表位移
求和
根据v-t图像求
匀变速直线运动位移公式
必修一43页
小矩形合在一起就形成了梯形
微元法——物理学常用方法
把曲线分割成很多很短的小段
研究一般曲线运动
每一小段——微元
必修二30页
每一小段运动都可以看成圆周运动的一部分
无限分割
微元法——物理学常用方法
把整个路径分成很多段很短的间隔，经过的路程分别为AA1,A1A2,A2A3,……
微元法——物理学常用方法
每一小段曲线近似成倾斜的直线
AA1，A1A2都是微元
必修二81页
无限分割
WG=
+
+
+…
设每小段斜线的高度差分别是Δh1，Δh2，Δh3，……
=mgΔh
=
mg(Δh1+Δh2+Δh3)
=mgh1-mgh2
微元法——物理学常用方法
必修二81页
mgΔh1
mgΔh3
mgΔh2
求和
重力做功
只和初末位置有关，与路径无关。
必修二80页
综合三种情况
必修二81页
=mgΔh=mgh1－mg
思考:若重力做功与路径有关，
我们还能把mgh
叫做重力势能吗？
，如果同一物体分别沿红色的路径和绿色的路径从
A点到B点，如果重力所作的功不相同，会出现什么样的情况呢？
同一物体分别沿红色路径和蓝色路径从A点运动到B点，若重力做功与路径有关，会出现什么情况呢？
拓展二：若重力做功与路径有关
必修二81页
A
B
A
B
WG
=EPA－EPB
设B点为重力势能的零势能点
当EPB相同时，WG不相同，则EPA不相同
结论：若重力做功与路径有关，
不能用mgh
表示重力势能。
必修二81页
A
B
重力势能存在的前提条件是
重力做功与路径无关。
例1.将一个物体由A点移至B点，重力做功（
）
A.与运动过程中是否存在阻力有关
B.与物体沿直线或曲线运动有关
C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关
D.与物体初、末位置高度差有关
重力做功
D
重力做的功只跟初末位置有关
A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势
能，但并不影响研究有关重力势能差值的问题
例2.关于重力势能的几种理解，正确的是(
)多选
重力势能
A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
重力势能具有相对性，重力势能为零的物体，只能说明它在零势能面上，它还是可以对外做功的。A错。
B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
重力势能的大小与零势能面的选取有关，如果不选地面为零势能面，则地面上物体的重力势能就不为零。B错。
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
物体落到同一地面上的高度相对参考平面高度是相同的，根据Ep=mgh可知，重力势能相等。C正确。
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能差值的问题
重力势能与零势能面的选择有关，但重力势能的差值与参考平面的选择无关。D正确。
A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响研究有关重力势能差值的问题
例2.关于重力势能的几种理解，正确的是(
)多选
CD
重力势能
一、重力做的功
2、重力做功与路径无关，只和初末位置有关。
本节小结
1、WG=mgΔh
二、重力势能
1、Ep
=
mgh
2、重力做的功等于重力势能的差值
3、重力势能的相对性
4、重力势能差值的确定性
本节小结
5、重力势能的系统性