4.3 势能课件 25张PPT

第四章第3节
——势能
流星划过
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TNT的能量，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的1000倍。爆炸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，四川的看台则能容纳200多万观众。
陨石坑
美国内华达州亚利桑那
一、重力势能
物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
物体的重力势能的大小跟物体的质量和所在的高度有关。
2.重力势能的相关因素：
1.定义：
二、重力做功
1.物体竖直下落从A到B
A
B
h1
h2
h
2.物体沿斜线下落从A到C
A
h
h1
C
h2
l
3.物体沿曲线运动
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
h1
h2
A
△h1
θ
l
可见物体在从A到C的过程中，无论路径是直线还是曲线，重力做功：
WG=mgh
=mgh1-mgh2
重力做功的特点：
重力对物体做的功跟路径无关，仅由物体的质量和始、末两个位置的高度决定。
三、重力势能的表达式：
质量m的单位————————千克（kg）
重力势能是标量
重力加速度g的单位—————米每二次方秒（m/s2）
重力势能EP的单位——————焦耳(J)
高度h的单位————————米（m）
四、重力势能的相对性:
选定某一个水平面，并把这个水平面的高度定为零，则物体在该平面上的重力势能为零。(又称零势能面)在参考平面上方的物体，重力势能是正值；在参考平面下方的物体，重力势能是负值。物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少。
由于高度具有相对性，所以重力势能也具有相对性。
参考平面
如图所示：A点的重力势能为正值，B点的重力势能为负值。
参考平面的选取是任意的，通常选取地面作为参考平面(零势能面)。
例：如图，质量为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
-10J
-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与参考平面的选择无关
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五、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，
重力做负功，重力势能增加
2.重力做的功等于重力势能的减少量
3.重力势能具有相对性
但重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关
WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2
物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
六、弹性势能
物体的形变量越大，弹性势能就越大。
重力势能和弹性势能都是势能的一种类型。
七、势能的系统性
势能都具有系统性，是物体所组成的系统共有的。
1重力势能：
物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
表达式：
与路径无关，只与物体的质量、起点和终点的高度差有关
2重力做功的特点：
3重力做功与重力势能变化的关系：
4弹性势能：同一个物体，弹性形变越大，弹性势能越大
5势能都具有系统性，是物体所组成的系统共有的。
1.关于重力势能的说法正确的是：( )
A.重力势能只由重力决定
B.重力势能不能有负值
C.重力势能的大小是相对的
D.物体在两位置上重力势能之差是绝对的
CD
2.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
3.沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面上拉同
一物体到顶端，以下说法正确的：( )
A.沿坡度小，长度大的斜面上升重力势能增加量大；
B.沿长度大，粗糙程度大的斜面上升重力势能增加量大
C.重力势能增加量一样多；
D.无法确定
C
4.如图所示，桌面离地高为h，质量为m的小球从离桌面高为H处自由下落，不计空气阻力，假设桌面为零势能的参考平面，则小球在该处的重力势能为（ ）
A.mgh B.mgH
C.mg（H+h） D.mg（H-h）
B
5.质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放,落在地
面后出现一个深为h的坑,如图所示,则在整个过程中( )
A.重力对物体做功为mgH
B.重力对物体做功为mg(h+H)
C.物体的重力势能减少了mg(h+H)
D.物体的重力势能减少了mgH
BC
谢谢大家！