8.2 重力势能—人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT)
文档属性
| 名称 | 8.2 重力势能—人教版（2019）高中物理必修第二册课件(共23张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 373.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-27 16:32:40 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第八章
机械能守恒定律
8.2
重力势能
必修二
【学习目标】
1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.
2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系.
3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.
4.理解弹性势能的概念，知道影响弹性势能大小的相关因素.
重力做的功
一
导学探究
如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题：
答案 WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
(1)求出图甲、乙、丙三种情形中重力做的功；
(2)重力做功有什么特点？
答案 物体运动时，重力对它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.
1.重力所做的功WG＝
，Δh指初位置与末位置的
.
2.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的
有关，而跟物体
无关.
重力做的功
一
mgΔh
高度差
起点和终点的位置
运动的路径
知识深化
1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态均无关.
2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功.
3.重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，而跟初、末位置有关.
例题1.沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（
）
A．沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多
B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C．沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
D．以上几种情况下克服重力所做的功一样多
D
例2在一足够高的地方，将一质量为2kg的小球以4m/s的初速度竖直上抛，在没有空气阻力的情况下，从开始抛出到小球下落的速度达到4m/s的过程中，外力对小球做的功为(
)A、32J
B、16J
C、8J
D、0
D
例3 如图3所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达 的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(重力加速度为g)
图3
√
方法总结
计算重力做功时，找出初、末位置的高度差h，直接利用公式WG＝mgh即可，无需考虑中间的复杂运动过程.
情境：
如图所示，打夯时，夯锤被高高举起，然后砸向地面，设夯锤质量为m
（1）选择地面为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多少？夯锤从地面被举高h米后的重力势能是多少？
（2）选择离地面高度h处为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多少？夯锤在h米处的重力势能是多少？
答案：（1）0
mgh
（2）-mgh
0
重力势能
二
1.重力势能.
(1)表达式：Ep＝
.
(2)单位：
；符号：
.
2.重力势能的特性
(1)重力势能是地球与物体所组成的“
”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的.
mgh
焦耳
J
系统
(2)重力势能的相对性：Ep＝mgh中的h是物体重心相对
的高度.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是
的，但重力势能的差值
.(后两空选填“相同”或“不同”)
参考平面
不同
相同
3.参考平面
(1)参考平面：物体的重力势能总是相对于
来说的，这个
叫作参考平面，在参考平面上物体的重力势能取为
.
(2)物体在参考平面上方，重力势能为
值；物体在参考平面下方，重力势能为
值.
(3)参考平面的选取是任意的，一般以
为参考平面。
某一水平面
水平面
0
正
负
大地
例4 如图，桌面距地面的高度为0.8
m，一小球(可看成质点)质量为2
kg，放在桌面上方0.4
m的支架上，则：(g取10
m/s2)
所选的参考平面
小球在A点的重力势能
小球在B点的重力势能
整个下落过程中重力做的功
整个下落过程中重力势能的变化量
桌面
地面
（1）若小球由A点下落到地面B点，完成下表
8
－16
24
减少24
24
0
24
减少24
例4 如图，桌面距地面的高度为0.8
m，一小球(可看成质点)质量为2
kg，放在桌面上方0.4
m的支架上，则：(g取10
m/s2)
所选的参考平面
小球在A点的重力势能
小球在B点的重力势能
整个上升过程中重力做的功
整个上升过程中重力势能的变化量
桌面
地面
（2）若小球由B点上升到A点，则表格应是
8
－16
－24
增加24
24
0
－24
增加24
（3）若下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？你还有什么收获？
重力做功与重力势能的关系
三
重力做功与重力势能之间的关系：WG＝
.
(1)当物体由高处运动到低处时，重力做
功，重力势能
；即WG＞0，Ep1
Ep2.
(2)当物体由低处运动到高处时，重力做
功，重力势能
；即WG＜0，Ep1
Ep2.
重力做功具有决对性，与高度差有关，与路径无关
重力势能具有相对性，与所选择的参考平面有关
Ep1－Ep2
正
减小
＞
负
增加
<
例5.选择不同的参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量(
)
A、都具有不同的数值
B、都具有相同的数值
C、前者具有相同的数值，后者具有不同的数值
D、前者具有不同的数值，后者具有相同的数值
D
例6.（多选）下列关于重力势能的说法中正确的是(
)
A、重力势能是物体和地球所共有的
B、重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其它力做功多少无关
C、重力势能是矢量，在地球表面以下为负
D、重力势能的增量等于重力对物体做的功
BD
例7.用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（
）
A、MgH
B、HgH+Mga
C、M(g-a)
D、Mga
A
情境：
如图所示，某人正在用拉力器锻炼臂力
弹性势能
四
导学探究
如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则：
(1)物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
答案 正功 减少
(2)物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
答案 负功 增加
(3)在A、A′处弹性势能有什么关系？
答案 相等
知识深化
1.对弹性势能的理解
2.弹力做功与弹性势能变化的关系
(1)关系：弹力做正功时，弹性势能减少，弹力做负功时，弹性势能增加，并且弹力做多少功，弹性势能就减少多少.
(2)表达式：W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2.
(1)弹性势能产生的原因：物体发生了弹性形变；各部分间的弹力作用
(2)弹簧弹性势能的影响因素：弹簧的形变量x；弹簧的劲度系数k
例8.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是
A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定减小
C.若选弹簧自然长度时的弹性势能为0，则其他长度的弹性势能均为正值
D.若选弹簧自然长度时的弹性势能为0，则伸长时弹性势能为正值，压缩时弹性势
能为负值
解析 如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长且未恢复到原长前，它的弹性势能应该减小，当它变短时，它的弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，A、B错；
由于弹簧处于自然长度时的弹性势能最小，若选弹簧自然长度时的弹性势能为0，则其他长度时的弹性势能均为正值，C对，D错.
√
总结提升
重力做功的特点
与路径无关
重力势能
相对性
系统性
弹性势能
重力做功与重力势能关系
第八章
机械能守恒定律
8.2
重力势能
必修二
【学习目标】
1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.
2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系.
3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.
4.理解弹性势能的概念，知道影响弹性势能大小的相关因素.
重力做的功
一
导学探究
如图所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题：
答案 WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2
(1)求出图甲、乙、丙三种情形中重力做的功；
(2)重力做功有什么特点？
答案 物体运动时，重力对它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.
1.重力所做的功WG＝
，Δh指初位置与末位置的
.
2.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的
有关，而跟物体
无关.
重力做的功
一
mgΔh
高度差
起点和终点的位置
运动的路径
知识深化
1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态均无关.
2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功.
3.重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，而跟初、末位置有关.
例题1.沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上拉同一个物体到顶端，在下列说法中正确的是（
）
A．沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做的功多
B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
C．沿坡度长，粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多
D．以上几种情况下克服重力所做的功一样多
D
例2在一足够高的地方，将一质量为2kg的小球以4m/s的初速度竖直上抛，在没有空气阻力的情况下，从开始抛出到小球下落的速度达到4m/s的过程中，外力对小球做的功为(
)A、32J
B、16J
C、8J
D、0
D
例3 如图3所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达 的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(重力加速度为g)
图3
√
方法总结
计算重力做功时，找出初、末位置的高度差h，直接利用公式WG＝mgh即可，无需考虑中间的复杂运动过程.
情境：
如图所示，打夯时，夯锤被高高举起，然后砸向地面，设夯锤质量为m
（1）选择地面为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多少？夯锤从地面被举高h米后的重力势能是多少？
（2）选择离地面高度h处为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多少？夯锤在h米处的重力势能是多少？
答案：（1）0
mgh
（2）-mgh
0
重力势能
二
1.重力势能.
(1)表达式：Ep＝
.
(2)单位：
；符号：
.
2.重力势能的特性
(1)重力势能是地球与物体所组成的“
”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的.
mgh
焦耳
J
系统
(2)重力势能的相对性：Ep＝mgh中的h是物体重心相对
的高度.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是
的，但重力势能的差值
.(后两空选填“相同”或“不同”)
参考平面
不同
相同
3.参考平面
(1)参考平面：物体的重力势能总是相对于
来说的，这个
叫作参考平面，在参考平面上物体的重力势能取为
.
(2)物体在参考平面上方，重力势能为
值；物体在参考平面下方，重力势能为
值.
(3)参考平面的选取是任意的，一般以
为参考平面。
某一水平面
水平面
0
正
负
大地
例4 如图，桌面距地面的高度为0.8
m，一小球(可看成质点)质量为2
kg，放在桌面上方0.4
m的支架上，则：(g取10
m/s2)
所选的参考平面
小球在A点的重力势能
小球在B点的重力势能
整个下落过程中重力做的功
整个下落过程中重力势能的变化量
桌面
地面
（1）若小球由A点下落到地面B点，完成下表
8
－16
24
减少24
24
0
24
减少24
例4 如图，桌面距地面的高度为0.8
m，一小球(可看成质点)质量为2
kg，放在桌面上方0.4
m的支架上，则：(g取10
m/s2)
所选的参考平面
小球在A点的重力势能
小球在B点的重力势能
整个上升过程中重力做的功
整个上升过程中重力势能的变化量
桌面
地面
（2）若小球由B点上升到A点，则表格应是
8
－16
－24
增加24
24
0
－24
增加24
（3）若下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？你还有什么收获？
重力做功与重力势能的关系
三
重力做功与重力势能之间的关系：WG＝
.
(1)当物体由高处运动到低处时，重力做
功，重力势能
；即WG＞0，Ep1
Ep2.
(2)当物体由低处运动到高处时，重力做
功，重力势能
；即WG＜0，Ep1
Ep2.
重力做功具有决对性，与高度差有关，与路径无关
重力势能具有相对性，与所选择的参考平面有关
Ep1－Ep2
正
减小
＞
负
增加
<
例5.选择不同的参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量(
)
A、都具有不同的数值
B、都具有相同的数值
C、前者具有相同的数值，后者具有不同的数值
D、前者具有不同的数值，后者具有相同的数值
D
例6.（多选）下列关于重力势能的说法中正确的是(
)
A、重力势能是物体和地球所共有的
B、重力势能的变化，只跟重力做功有关系，和其它力做功多少无关
C、重力势能是矢量，在地球表面以下为负
D、重力势能的增量等于重力对物体做的功
BD
例7.用绳子吊起质量为M的物体，当物体以加速度a匀加速上升H的高度时，物体增加的重力势能为（
）
A、MgH
B、HgH+Mga
C、M(g-a)
D、Mga
A
情境：
如图所示，某人正在用拉力器锻炼臂力
弹性势能
四
导学探究
如图所示，物体与弹簧相连，物体在O点时弹簧处于原长，把物体向右拉到A处静止释放，物体会由A向A′运动，A、A′关于O点对称，则：
(1)物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
答案 正功 减少
(2)物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？
答案 负功 增加
(3)在A、A′处弹性势能有什么关系？
答案 相等
知识深化
1.对弹性势能的理解
2.弹力做功与弹性势能变化的关系
(1)关系：弹力做正功时，弹性势能减少，弹力做负功时，弹性势能增加，并且弹力做多少功，弹性势能就减少多少.
(2)表达式：W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2.
(1)弹性势能产生的原因：物体发生了弹性形变；各部分间的弹力作用
(2)弹簧弹性势能的影响因素：弹簧的形变量x；弹簧的劲度系数k
例8.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是
A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定减小
C.若选弹簧自然长度时的弹性势能为0，则其他长度的弹性势能均为正值
D.若选弹簧自然长度时的弹性势能为0，则伸长时弹性势能为正值，压缩时弹性势
能为负值
解析 如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长且未恢复到原长前，它的弹性势能应该减小，当它变短时，它的弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，A、B错；
由于弹簧处于自然长度时的弹性势能最小，若选弹簧自然长度时的弹性势能为0，则其他长度时的弹性势能均为正值，C对，D错.
√
总结提升
重力做功的特点
与路径无关
重力势能
相对性
系统性
弹性势能
重力做功与重力势能关系