重力势能
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重力势能
美国内华达州 亚利桑那陨石坑。 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。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。
这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所在处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。
在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．
那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢 本节课我们就来学习这个问题．
一、 重力做功
重力势能
物体由于被举高而具有的能量
物体竖直下落
物体沿斜线运动
m
A
B
h
h1
h2
m
A
L
C
h
h1
h2
物体竖直下落
物体沿斜线运动
m
A
B
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m
A
L
C
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物体竖直下落
物体沿斜线运动
m
A
B
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h1
h2
m
A
L
C
h
h1
h2
物体沿曲线运动
A
C
h
h1
h2
物体沿曲线运动
h1
h2
h3
A
C
h
h1
h2
A
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m
L
物体沿曲线运动
A
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m
L
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h2
h3
A
C
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物体沿曲线运动
A
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m
L
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A
C
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物体沿曲线运动
A
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m
L
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A
C
h
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物体沿曲线运动
h1
h2
h3
A
C
h
h1
h2
A
h1
m
L
重力做功与路径无关，只跟始末位置的高度差有关。
重力做功的特点:
物体从A落到B的过程中,重力做功
h
h2
h1
A
B
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。
一、 重力做功
二、 重力势能表达式 Ep = mgh
重力势能
物体由于被举高而具有的能量
1.重力势能的表达式：Ep = mgh
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 —物体的高度，单位：米（m）
即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．
塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？(g=10m/s-2)
分析：重力做功为：
WG=mg(h1-h2)=14000J
WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J
重力势能减少了14000J
2. 重力做功与重力势能变化的关系
(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。
体会“功是能量转化的量度”
2. 重力做功与重力势能变化的关系
当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况．
当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢 为什么
不行，摩擦力做功与路径有关。
高度h是相对于谁的呢？
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．
参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面．选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同
重力势能的正负表示大小
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。
重力势能：－3 J＞ － 5 J
【例】如图, 质量1.0kg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
【例】如图, 质量1.0kg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 12J -8J 20J 减少20J
地面
h1
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A
B
【例】如图, 质量1.0kg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 12J -8J 20J 减少20J
地面 20J 0 20J 减少20J
h1
h2
A
B
那么重力势能是谁具有的呢
重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。
不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的．
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重力势能
美国内华达州 亚利桑那陨石坑。 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。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。
这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所在处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。
在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．
那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢 本节课我们就来学习这个问题．
一、 重力做功
重力势能
物体由于被举高而具有的能量
物体竖直下落
物体沿斜线运动
m
A
B
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C
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物体竖直下落
物体沿斜线运动
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物体竖直下落
物体沿斜线运动
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物体沿曲线运动
A
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物体沿曲线运动
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物体沿曲线运动
A
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物体沿曲线运动
A
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物体沿曲线运动
A
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m
L
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A
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物体沿曲线运动
h1
h2
h3
A
C
h
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h2
A
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m
L
重力做功与路径无关，只跟始末位置的高度差有关。
重力做功的特点:
物体从A落到B的过程中,重力做功
h
h2
h1
A
B
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。
一、 重力做功
二、 重力势能表达式 Ep = mgh
重力势能
物体由于被举高而具有的能量
1.重力势能的表达式：Ep = mgh
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 —物体的高度，单位：米（m）
即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．
塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？(g=10m/s-2)
分析：重力做功为：
WG=mg(h1-h2)=14000J
WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J
重力势能减少了14000J
2. 重力做功与重力势能变化的关系
(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。
体会“功是能量转化的量度”
2. 重力做功与重力势能变化的关系
当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况．
当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢 为什么
不行，摩擦力做功与路径有关。
高度h是相对于谁的呢？
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．
参考平面选取不同，重力势能的数值就不同．可见，重力势能具有相对性．选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面．选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同
重力势能的正负表示大小
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。
重力势能：－3 J＞ － 5 J
【例】如图, 质量1.0kg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
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A
B
【例】如图, 质量1.0kg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 12J -8J 20J 减少20J
地面
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A
B
【例】如图, 质量1.0kg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 12J -8J 20J 减少20J
地面 20J 0 20J 减少20J
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A
B
那么重力势能是谁具有的呢
重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。
不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的．