(共15张PPT)
第二节
功率
一、功率
1、功率的定义:功和完成这些功所用的时间之比。
2、功率的意义:描述做功快慢。
3、功率的定义式:P=W/t
(单位:1W=1J/s
)
4、平均功率(表示一段时间内某力做功的平均快慢);
即:
P平=W/t=FV平cosα
5、瞬时功率(表示某一时刻某力做功的快慢
);即:
Pt=FVtcosα
6、机械功率:
(1)额定功率:机械正常工作时的最大功率
(2)实际功率:机械的即时功率
(3)机械效率:η=P出/P入
例1:
一物体质量为m=2
kg,与水平地面间动摩擦因数为?=0.2,在大小为F=10
N、与水平面成?=30?斜向上的力作用下静止起运动t=5
s,求:
(1)F力在5
s内的平均功率,
(2)F力在5
s末的瞬时功率,
(3)摩擦力在5
s末的瞬时功率。
练习:
1、某物质量为2kg,自由落体第2s末及下落2m末重力的瞬时功率。
2、质量为m=5kg的物体在大小为F=75N、竖直向上的力作用下竖直向上运动,所受空气阻力大小为f=5
N,求:第2s末F的瞬时功率和前2s内重力的平均功率。
3、质量为5kg的物体沿倾角为37?、长为10
m的光滑斜面静止起从顶端下滑,求滑到底时重力的瞬时功率。
4、怎样估测人上楼时的平均功率?要估测哪些物理量?怎么计算?
例2:一艘轮船,发动机的额定功率是1.8?105
kW,以最大速度行时所受阻力为1.2?107
N,轮船的最大航速是多少?
练习:
1、汽船所受阻力f
?v2,功率为P
时匀速运动速度为v,当功率为2P
时匀速运动的速度多大?
2、汽车保持功率不变,沿水平路面行驶,在水泥路(?=0.1)上行驶时速度为12
m/s,则在碎石路(?=0.3)上,行驶速度为多大?
3、汽车重为G=10000
N,沿水平路面行驶时速度为12
m/s,保持功率不变,匀速驶上倾角为30?的斜坡时速度多大?设所受摩擦阻力都为f=1000
N。
(2
m/s)
4、汽车额定功率为P=30000
W,起动时牵引力为F=3000
N,所受阻力为f=2000
N,汽车沿水平路面匀加速运动时的最大速度可达多少?汽车沿水平路面匀速运动时最大速度可达多大?
(10
m/s,15
m/s)
补充练习:
1、质量为0.1
kg的物体,从离地60
m高处自由下落,头3
s内重力对物体做功多少?第3
s内重力做功多大?3
s末重力的即时功率多大?头3
s内重力的平均功率多大?
2、一台电动机功率是10
kW,若匀速提升2×104
kg的重物,提升速度多大?若要以2
m/s2加速度静止起匀加速提升该重物5
s,电动机的额定功率至少应多大?
3、用一电动机竖直向上匀速吊某物时,提升速度为2m/s,若用它水平沿动摩擦因数为0.2的水平面匀速拉动该物体,拉动速度多大?
4、用一平行于斜面的力F拉质量为50kg的物体沿倾角为37?的斜面向上以5m/s速度匀速运动,物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,拉力F的功率多大?若以2m/s2的加速度静止起向上拉2
s,则这2s内拉力的平均功率多大?
二、机车的两种启动模式:
1)恒定功率启动:
(1)变化情况:
由P=FV:P保持不变,当V增大时,F减小;又由F-f=ma:当F减小,f不变,a减小;当a=0时,F=f,V=Vm,P=fVm。
(2)运动规律:“先变加速运动,再匀速运动”。
(3)V-t图像:
2)恒定加速度启动:
(1)变化情况:由P=FV:F保持不变,当V增大时,P增大,当P=P0不变时,V继续增大,F开始减小;又由F-f=ma:当F减小时,f不变,a减小;当a=0时,F=f,V=Vm,P=fVm。
(2)运动规律:“先匀加速运动,再变加速运动,最后匀速运动”。
(3)V-t图像:
例3.额定功率为80kW的汽车,在某平直的公路上行驶的最大速度为20m/s,汽车的质量为m=2×103kg。
如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2。运动过程中阻力不变。求:
⑴汽车所受的恒定阻力是多大?
⑵3s末汽车的瞬时功率是多大?
⑶匀加速直线运动的时间是多长?
⑷在匀加速直线运动中,汽车的牵引力做的功多大?
(1)4000N;(2)48000W;
(3)5s;
(4)200000J
3、汽车重为G=10000
N,沿水平路面行驶时速度为12
m/s,保持功率不变,匀速驶上倾角为30?的斜坡时速度多大?设所受摩擦阻力都为f=1000
N。
(2
m/s)
4、汽车额定功率为P=30000
W,起动时牵引力为F=3000
N,所受阻力为f=2000
N,汽车沿水平路面匀加速运动时的最大速度可达多少?汽车沿水平路面匀速运动时最大速度可达多大?
(10
m/s,15
m/s)
例4、如图所示为牵引力F和车速倒数1/v的关系图像,若汽车质量为2×103kg,从静止沿平直公路行驶,行驶中阻力恒定,设最大车速为30m/s,则汽车在车速15m/s时发动机功率为
kW;该汽车由静止沿平直公路行驶作匀加速过程最多能维持时间为
s。
60
5
练习、一质量为m
=2×103
kg的汽车,其发动机额定功率为P=9×104
W,汽车在平直地面上从静止开始运动,若汽车所受阻力大小为f=3×103
N,在起动一段时间内汽车以a=1m/s2的加速度匀加速行驶,从开始运动到停止加速所经过的总路程为S=270m,求汽车允许加速的时间。
10s(共10张PPT)
小球的“使命”
【Q1】小明同学分别以不同方式,相同速率扔出小球,判断下列4种情况是否机械能守恒?
A.
竖直上抛(不计空气阻力)
B.
斜上抛出(不计空气阻力)
C.
沿光滑斜面射出
D.
从光滑双轨底端射入
【变式】小明同学分别以不同方式,相同速率扔出小球,若A球恰能达到天花板,则B、C、D球是否能到?
【追问】若D是单轨道呢?还能否到天花板?
【变式】小明同学分别在半径大小不同的单轨道内,以相同速率扔出小球,能否都到天花板?
O1
O2
O3
E
F
G
O4
H
【应用设计】你是设计师
Ⅰ:如果小明投出一石块,与水平方向的夹角越大越高还是越小越高?为什么?
【应用设计】你是设计师
Ⅱ:如果你是游乐场过山车设计师,过山车模型已完成,请问高台至少要建多高(车至少从多高处下滑),可以顺利通过半径为R的圆轨道的最高点A?(不计一切阻力)
【应用设计】你是设计师
Ⅲ
:如果小明将一单摆拉至水平由静止释放摆下,同桌伸出一手指,放在悬点下方L/2的P处,则此小球是否能摆回悬点?
【追问】那手指应放在什么位置,小球可以绕同桌的手指做圆周运动?
0
P
【应用设计】你是设计师
Ⅲ:一个单摆,小明在最低点击打小球,使小球在竖直平面运动起来,小明发现小球在运动过程中,绳子会松弛,请你用所学知识给小明出些主意,让小明击打后,小球在运动的过程中,绳不会松弛。
定量计算1
在竖直平面内,用不可伸长的细绳(长度为L)将质量为m的小球悬于O点,初始时刻小球静止在最低点A点.现用绝缘小锤沿垂直于OA方向打击小球,打击后迅速离开,为使小球在运动过程中,绳不松弛,则小锤对球做功多大?
定量计算2
在竖直平面内,用不可伸长的细绳(长度为L)将质量为m的小球悬于O点,初始时刻小球静止在最低点A点.现用绝缘小锤沿垂直于OA方向打击小球,打击后迅速离开,当小球回到A处时,再次用小锤打击小球,两次打击后小球才到达最高点B点,且小球运动过程中绳不松弛,锤第一次对球做功为W1,锤第二次对球做功为W2,为使W1:W2最大,求W1、W2各多大?
A(共27张PPT)
自由落体运动
5
自由落体运动
3
探究一:
不同的物体,下落的快慢是否相同呢?请设计实验验证你的猜想。
影响物体下落快慢的因素又是什么呢?
5
自由落体运动
3
演示实验:牛顿管实验
实验探究
5
自由落体运动
3
1971年美国宇航员大卫·斯科特在月球上让一把锤子和一根羽毛同时下落,观察到它们同时落到月球表面。
月球上物体下落的实验
5
自由落体运动
3
结论一:
影响落体运动快慢的因素是空气阻力的作用,没有空气阻力时,只在重力作用下轻重不同的物体下落快慢相同
.
5
自由落体运动
3
1、定义:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。
2、条件:(1)从静止开始下落(即初速度为零);(2)只受重力作用(当空气阻力同重力相比很小,可忽略不计,物体下落也可看作自由落体运动)
一、自由落体运动
5
自由落体运动
3
探究二:
自由落体运动是什么性质的运动呢?
5
自由落体运动
3
方案一:用打点计时器研究
5
自由落体运动
3
探究学习
方案二:
利用频闪照相研究
小球自由落体运动的频闪照片
5
自由落体运动
3
5
自由落体运动
3
自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。
结论二
5
自由落体运动
3
1、在同一地点,一切物体在做自由落体运动中的加速度都相同,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,用g
表示。
二、自由落体加速度
2、在通常的计算中,
g
=
9.8
m/s
2或g
=
10
m/s
2
。重力加
速度方向总是竖直向下。
5
自由落体运动
3
重力加速度在不同地方有不同值.赤道小,两极大。
你发现什么规律?
地点
纬度
重力加速度
赤道
0°
9.780
广州
23°06'
9.788
武汉
30°12'
9.794
上海
31°06'
9.794
东京
35°43'
9.798
北京
39°56'
9.801
纽约
40°40'
9.803
莫斯科
55°45'
9.816
北极
90°
9.832
安庆
31°01'
9.7939
5
自由落体运动
3
Vo=0
a=g
x=h
三、自由落体运动的规律
5
自由落体运动
3
2、自由落体加速度—重力加速度g
3、自由落体运动的规律
规律:
特点:vo=0
a=g
(g=9.8m/s?)
1、自由落体运动的概念(
初速度为零,只受重力)
小
结
5
自由落体运动
3
例1:钢球从h=17.7m高处落下,下落
时间t=1.90s,求重力加速度g=?
思考:若有空气阻力实测值比g大还是小?
5
自由落体运动
3
例2.
一质点自由下落,求它在第一秒内.第二秒内
…的位移?
(取g=10m/s2)
例3.
从一定高度静止的气球上自由下落两个物体,第一个物体下落1s后,第二个物体开始下落.两个物体用长93.1m的柔软细绳连接在一起,
问:第二个物体下落多长时间绳被拉直?
5
自由落体运动
3
二、竖直上抛
例4.一质点以10m/s的初速度竖直上抛,取g=10m/s2
求:
①上升的时间
②最大高度
③2秒内的位移及2秒末的速度
④3秒内的位移
(先作此题,再给规律:整体、分割)
5
自由落体运动
3
例5.气球以10m/s的速度匀速竖直上升,气球下面挂一重物.上升1.5s时,系重物的绳子断了,
从这时刻算起,重物落到地面的时间为多少?
取g=10m/s2
5
自由落体运动
3
例6.每隔相等时间用同一速度竖直上抛1个小球,
空气阻力不计,当第一个小球达最大高度时,
第5个小球正被抛出,且第一、第二个小球
相距0.2m,试求抛出小球的初速度.
(取g=10m/s2)
6
伽利略对自由落体运动的研究
3
一、绵延两千年的错误
亚里士多德通过对大量的物体自由下落的观察,直接得出结论:重的物体比轻的物体下落的快,即“重快轻慢”。由于他在学术界的崇高地位,且该结论符合生活经验,这种论断流传了近2000年。
6
伽利略对自由落体运动的研究
3
二、逻辑的力量
16世纪,意大利的科学家伽利略用佯谬的方法巧妙地推翻了这种观点。并在比萨斜塔用实验证明了这种观点
6
伽利略对自由落体运动的研究
3
三、伽利略对落体运动的探索之路
1.大胆猜想:落体运动是一种最简单的变速运动
,速度应该是均匀变化的
2.
伽利略提出的假设:v∝x(最后否定掉了)
v∝t
既然物体自由下落跟质量无关,那么它到底遵循什么样的规律呢?伽利略用推论否定了亚里士多德的观点后,就开始研究落体运动的性质。
6
伽利略对自由落体运动的研究
3
困难一
:
瞬时速度无法准确测量
为了解决测量瞬时速度的困难,伽利略寻求间接验证的途径
下落的高度与时间二次方成正比
知识
观察
实验
思考
V0
=0
6
伽利略对自由落体运动的研究
3
困难二
:
落体下落得太快,当时的计时工
具不能测量自由落体运动所需的时间
为了解决测量瞬时间的困难,伽利略巧妙的采用了“冲淡”重力的斜面方法。
知识
观察
实验
思考
6
伽利略对自由落体运动的研究
3
3.实验验证
:还原伽利略的的滴水试验:用注射用的瓶子和输液器模拟滴水计时,利用导轨制作一套斜面小球的实验器材,让小球由静止释放,记滴下1、2、3……水时小球的位置。通过改变倾角,重复实验
结果表示为:
4.实验结论:伽利略发现,斜面的倾角不同,上述比例关系同样成立,只是这个常数的随着θ的增大而增大。
知识
观察
实验
思考
时间单位
1
2
3
4
5
6
7
8
距离单位
6
伽利略对自由落体运动的研究
3
合理外推:伽利略用斜面实验验证了后,怎样说明落体运动也符合这个规律?
随着角度的增大,
的数值在增大。当θ=900时,即物体竖直下落时,这个关系也应该成立,这时的数值最大。
知识
观察
实验
思考(共23张PPT)
我愿以生命为赌注
①动能定理的内容和表达式是什么?
②重力所做的功与物体重力势能的变化,
两者之间有什么关系?
WG=mgh1-mgh2
注意:动能定理中动能的变化量是
末动能减去初动能,而重力做功与重力
势能改变的关系式中是初位置的重力
势能减去末位置重力势能.
温故知新
WF弹
=EP1-
EP2
能量守恒
转化或转移的过程中总量不变
一、动能和势能的相互转化
Ep
Ek
Ep
Ek
Ep
Ep
Ek
Ep
Ek
Ep弹
Ep
Ek
Ep弹
动能和势能的转化
动能Ek
重力势能
弹性势能
机械能E=EK+EP
机械能的表现形式:
从上边的讨论我们可以看出,重力势能、弹性势能与动能之间具有密切的联系,我们把它们统称为机械能
Ep
Ep
势能
Ep
单摆本质:机械能内部之间能量相互转化
重力势能
动能
只有重力做功
不会造成其他形式能量参与转化
弹簧振子本质:机械能内部之间能量相互转化
弹性势能
动能
只有弹力做功
不会造成其他形式能量参与转化
二:机械能守恒条件探究
对比泡沫球?
开气泵对比不开气泵?
B点
h1
v1
v2
m
h2
A
B
以上两式得
移项
结论
地面为参考面
由动能定理得
重力功与重力势能的关系
三、机械能守恒定律理论推导
质量为m的物体从
高处自由下落,下落到高度为
的位置B时速度为
,下落到高度为
的位置C时速度为
。
动能定理:
A
B
C
h0
重力做功:
如果存在空气阻力,上面___式会改变
①
②
动能定理:
①
分析:
1、小球在光滑杆从A向O运动过程中受力情况如何?弹力做什么功?能量如何转化?
◆弹力做正功,弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
2、小球的机械能保持不变吗?
A
O
B
F
G
FN
WF
=EP1-
EP2
=mv22/2-
mv12/2
EP1+mv12/2
EP2
+
mv22/2
EP1
+mv12/2
=EP2
+mv22/2
即E1=E2
ΔEP减
ΔEK增
=
小球和弹簧这个系统机械能守恒
c
点时的机械能
E1=
D点时的机械能
E2
=
C-D由动能定理
2、小球的机械能保持不变吗?
v1
v2
EP1
EP2
同理
在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,总的机械能保持不变。
内容
E2=E1
即EK2+EP2=EK1+EP1
ΔEk=
-ΔEp
表达式
机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系统内
条件
即
EK2-EK1=EP1
-EP2
物体只受重力或弹力;
②物体除受重力或弹力外还受其他的力,但其他力不做功;
③物体除受重力或弹力外还受其他的力,但其他力做功的代数和为零
f
F
F=f
等效于只有重力做功
思考:只有重力做
弹力功,有哪几种情形?
抛出的篮球在空中运动(不计阻力)
跳伞员利用降落伞在空中匀速下落
光滑水平面上运动的小球,把弹簧压缩后又被弹回来,小球的机械能守恒吗?
v
例、下列实例中哪些情况机械能是守恒的
沿光滑的斜面物体下滑的物体
小球和弹簧这个系统的机械能守恒
思考:在平直公路上匀速行驶的汽车,机械能守恒吗?为什么?
有牵引力和摩擦力
做功代数和为零
结论:机械能守恒
思考:用绳子拉着物块匀速、加速、减速上升,机械能守恒吗?为什么?
竖直方向弹簧振子
练:如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列叙述中正确的是(忽略空气阻力)
:
A.重力势能和动能之和保持不变;
B.重力势能和弹性势能之和保持不变;
C.动能和弹性势能之和保持不变;
D.重力势能、弹性势能和动能之和保持不变。
D
典例剖析——系统守恒
例题如图,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边光滑的定滑轮与质量为2m的砝码相连,让绳拉直后使砝码从静止开始下降h的距离时砝码未落地,木块仍在桌面上,这时砝码的速率为多少?
解析:对木块和砝码组成的系统内只有重力势能和动能的转化,故机械能守恒,以砝码末位置所在平面为参考平面,由机械能守恒定律得:
如图两物体质量分别为m和2m,滑轮的质量和摩擦都不计,开始时用手托住2m的物体,释放后,当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少?
系统机械能守恒
如图所示,长为2L的轻杆OB,O端装有转轴,B端固定一个质量为m的小球B,OB中点A固定一个质量为m的小球A,若OB杆从水平位置静止开始释放转到竖直位置的过程中,求
(1)A、B球摆到最低点的速度大小各是多少?(2)轻杆对A、B球各做功多少?
(3)轻杆对A、B球所做的总功为多少?
(1)求A、B球摆到最低点的速度大小?
A、B系统机械能守恒
(2)求轻杆对A、B球各做功多少?
动能定理
对A球:
对B球:(共12张PPT)
F
机械能守恒定律
一、机械能:动能、势能统称为机械能。
E
=
Ek
+
EP
动能和势能可以相互转化
定位挡片
标尺盘
摆锤释放器
光电门传感器
实验一:
A
A
A1
A2
结论一:改变定位挡片的位置,摆锤总是能上升到与A同一
高度处。
DIS实验:研究动能和重力势能
转化中所遵循的规律
定位挡片
标尺盘
摆锤释放器
光电门传感器
实验二:用DIS研究动能和重力势能转化中所遵循的规律
结论二:在实验误差允许范围内,各位置的机械能守恒。
机械能守恒定律
在只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变
例1
下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空气阻力)
(
)
A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程
B.气球匀速上升的过程
C.铁球在水中下沉的过程
D.在拉力作用下,物体沿斜面匀速上滑的过程
E.物体沿斜面加速下滑的过程
F.将物体竖直向上抛出,物体减速上升的过程
A、F
分析一个物体机械能是否守恒的步骤
一、明确研究对象
二、分析物体的受力情况
三、分析物体的运动过程
四、判断除重力外其他力的做功情况,看是否满足“只有重力做功”的条件。
2015年4月19日下午,杨浦区工农公园外一居民楼内,有人从高空向公园内抛掷一只空酒瓶,砸中了30米以外一名正在公园内打牌的85岁老人。
如果,已知:一个质量为0.1kg的空酒瓶在15楼(高45米)以10m/s的速度抛出,当砸到这名老人时空酒瓶的速度为多少?(忽略一切阻力)
应用机械能守恒定律的解题思路
(1)确定研究对象。
(2)进行受力分析,确认是否满足守恒的条件。
(3)选择零势能参考面(点)。
(4)确定初、末状态的动能和势能。
(5)根据机械能守恒定律列方程求解。
总结——机械能守恒定律
只有重力做功的情况下,物体的重力势能和动能相互转化,而机械能总量保持不变
——
机械能守恒定律(共24张PPT)
物体由于被举高而具有重力势能
物体的重力势能与哪些因素有关?
重力势能
一、重力的功
设一个质量为m的小球从高度为h1的A点下落到高度为h2的B点
A
m
h1
h2
B
h
WG=mgh
=mg(h1-h2)
=mgh1-mgh2
物体沿斜线运动从A到B
A
B
h
θ
L
h1
h2
mg
WG=mgLcos
θ
=mgh
=mg(h1-h2)
=mgh1-mgh2
Δh1
Δh2
Δh3
物体沿曲线运动从A到B
A
B
h
A
△h
1
θ
m
L
微分思想
积分思想
WG=mgh=mgh1-mgh2
重力做功的特点: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,
而跟物体的运动的路径无关。
物体沿斜线运动
A
C
h
θ
m
L
物体竖直下落
A
h
B
m
A
C
h
Δh1
Δh2
Δh3
物体沿曲线运动
二、重力势能
1、定义:物体由于被举高而具有的能量。
2、表达式:EP
=
mgh
物体的重力势能等于物体的重力和它所处高度的乘积。
3、EP
是标量,是状态量。
4、单位:焦耳J
WG=mgh1-mgh2=EP1-EP2
1)WG
>
0
EP1
-
EP2
>
0
EP1
>
EP2
物体下降,重力做正功,物体的重力势能减少。
2)
WG
<
0
EP1
-
EP2
<
0
EP1
<
EP2
物体上升,重力做负功,物体的重力势能增加。
重力做的功等于重力势能的变化
5、重力做功与重力势能变化的关系
重力做功WG
(正、负)
重力势能EP
(增加、减少)
重力做功和重力势能变化的关系
物体
上升
物体
下降
负
增加
物体克服重力做的功等于重力势能的增加
正
减少
重力做的功等于重力势能的减少
结论
人从五楼窗台上跳下来,为何平安无事呢?
想一想
因为是跳到地板上!
h
h
h
A
h
h
h
A
h
h
h
A
B
B
B
EPB=-3mgh
EPA=2mgh
EPB=-2mgh
EPA=0
EPA=-mgh
EPB=0
从A到B过程中重力做功WG=mg2h=2mgh
重力势能的减少量ΔE=
EPA
-
EPB
=2mgh
6、重力势能具有相对性
(3)重力势能的变化△Ep是绝对的,与参考平面的选取无关。
(1)把所选高度的起点处的平面叫参考平面。
(2)参考平面的选取是任意的
,选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值是不同的
。
7.重力势能具有系统性
重力势能是地球和物体系统所共有的
1.重力做功的特点:与路径无关,只与起点和终点的高度差有关。
2.重力势能:地球上的物体具有的与它高度有关的能量。
EP
=
mgh
3.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。
课堂小结
WG=mgh1-mgh2
4.
重力势能是相对的
,正负表示大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为参考平面。
5.
势能是系统能
重力势能是地球和物体所组成的这个物体“系统”所共有的
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
h1
h2
A
B
6J
-4J
10J
0
10J
10J
减少10J
减少10J
小结: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。
有一物体在A点的重力势能是1J,在B点的重力势能是0,在C点的重力势能是
-2J,则物体在哪一点的重力势能最大?
答:如图,因为重力势能是标量,所以在A点的势能大于在B点的势能大于在C点的势能.
A
B
C
例1、关于重力势能,下列说法中正确的是(
)
A、物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
B、物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
C、一个物体的重力势能从-5J变化到-3J,重力势能变小了
D、重力势能的减少量等于重力对物体做的功
D
例2、将重为50
N的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10
m高,此过程中物体的重力势能变化
J
,
拉力对物体做功
J.
若物体以1
m/s2的加速度上升10
m高,此过程中物体的重力势能变化了
J,拉力对物体做了
J的功.
1、匀速过程
F
G
F=G=50N
此过程中物体的重力势能变化了
J,拉力对物体做功
J.
F
G
2、若物体以1
m/s2的加速度上升10
m高,此过程中物体的重力势能变化了
J,拉力对物体做了
J的功.
答案:500J、550J
例3、一质量m=2kg的小球,沿光滑斜面滑下位移L=2m,斜面倾角为θ=300。求:
物体下滑过程中,重力对小球所做的功?
以地面为参考平面,小球初始位置时的重力势能是多少?
以斜面的顶点所在平面为参考平面,小球末位置时的重力势能是多少?
4)小球的重力势能变化了多少?
S=2m
(1)物体下滑过程中,重力对小球所做的功?
S=2m
(2)以地面为参考平面,小球初始位置时的重力势能是多少?
A
(3)以斜面的顶点所在平面为参考平面,小球末位置时的重力势能是多少?
S=2m
(4)小球的重力势能变化了多少?
A
B
EP1-EP2
=
WG=20J