8.2重力势能(第1课时） 课件— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修二17张PPT
文档属性
| 名称 | 8.2重力势能(第1课时） 课件— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修二17张PPT |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-20 07:16:03 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
横县百合完全中学——韦衍虎
8.2重力势能
(第1课时）
问题导入
初中我们已经定性地学习了重力势能,，物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。
这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢？
几个概念
力：
重力：
势能：
物体由于被举高而具有的能叫重力势能
用自己的课本做如下试验感受重力势能：
（1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉
（2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉
说明重力势能与高度和物体质量有关。
物体之间的相互作用
物体由于地球的吸引而受到的力
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
物体的高度发生变化时，重力做功，势能发生变化：物体下降时重力做正功，势能减少；物体被举高时重力做负功，势能增大。
因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。
一、重力做的功
设一个质量为m的物体，从与地面高度h1的位置A，向下运动到高度为h2的位置B，求重力做了多少功？
（1）物体竖直下落从A到B
h1
h2
A
B
h
mg
分析：重力的方向与位移方向相同，重力做正功，位移大小等于?h=h1-h2。
WG=mg?h=mgh1－mgh2
W=Flcosa
?
（2）物体沿斜面运动从A到
，再水平运动到B
mg
分析：重力的方向与位移方向夹角为θ且小于90度，重力做正功，在重力方向上的位移大小等于?h=cosθl=h1-h2。
W=Flcos
θ
）θ
h1
h2
A
B
h
l
WG=mglcos
θ=mg?h=mgh1－mgh2
?
从
沿水平方向运动到B的过程中，重力不做功。
mg
）θ
h1
h2
A
B
h
l
思考：斜面是否光滑对计算“重力做的功”有影响吗？
FN
v0
f
没有影响，因为各个力做功是独立的，相互不影响。而重力做功只与重力大小和在重力方向上通过的距离（即高度）有关。
上面两种情况中，尽管物体运动的路径不同，但高度的变化是一样的，而且重力做的功也是一样的。
WG
=mgh1-mgh2
重力做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。即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。
WG=
mgh
例1：图中的几个斜面、它们的高度相同、倾角不同。让质量相同的物休沿斜面从顶端运动到底端。那个图重力做功更大？
课堂练习
只要降低的高度相同，重力做功就相同，跟坡度、粗糙程度都无关。
WG
=mgh1-mgh2
mgh1跟初始位置h1有关
mgh2跟结束位置h2有关
又都是mgh的式子
“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。
跟初中学习的重力势能的定性分析的情况核对一下，随着高度h增加，mgh也增加、随着重力mg增加，mgh也增加，恰与前述重力势能的特征一致。
二、重力势能
物体所受重力mg与所处高度h的乘积,用Ep表示
①单位：
焦耳，符号为J
1J=1kg·m/s2·m=1N·m
②重力势能是：标量
，但有正负。
并且正负号要参与大小比较。
如3J>-4J
重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
重力做功的量=重力势能变化量，即重力做了多少功就有多少重力势能发生改变。
EP1=mgh1表示物体在初位置的重力势能，
EP2=mgh2表示物体在末位置的重力势能。
重力是
（阻力，动力）
重力做功
（正、负)
重力势能变化
(增加、减少）
动能变化
（速度）
物体下降
物体上升
负
正
增加
减小
动力
阻力
减小
增加
WG=EP1-EP2
WG
=mgh1-mgh2
例2：质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h。重力加速度为g。
（1）足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？
（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？
足球的重力势能减少了多少？
课堂练习
（1）足球由位置1运动到位置2时，重力所做的功为－mgh，足球的重力势能增加mgh。
解：
（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做的功为mgh，足球的重力势能减少了mgh。
负功
正功
如果重力做的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？
解：因为重力做功对应着重力势能的改变。当重力功与路径有关时则h不能与重力的位移相对应，不能称为重力势能。
拓展学习
物体沿曲面滑下时重力做的功
h1
h2
A
B
h
分析：用微元法，我们把整个路径分成许多很短的间隔，由于每一段都很小，因而可近似看做一段倾斜的直线。这样就可以应用（2）的方法了。
……
△h1
△h2
△h3
△h4
W=Flcos
θ
WG=mg?h1+mg?h2+mg?h3+....
=mg(?h1+?h2+?h3+...)
=mgh
=mgh1－mgh2
?
课堂小结
一、重力做的功
重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，而跟物体运动的路径无关。即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。
WG
=mgh
WG为重力所做的功，m为物体质量，h是高度差。
二、重力势能
物体所受重力mg与所处高度h的乘积,用Ep表示。
①单位：
焦耳，符号为J，
1
J=1
kg
·
m/s2
·
m=1
N·m
②重力势能是：标量，但有正负。并且正负号要参与大小比较。
重力做功的量=重力势能变化量:
横县百合完全中学——韦衍虎
8.2重力势能
(第1课时）
问题导入
初中我们已经定性地学习了重力势能,，物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。
这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢？
几个概念
力：
重力：
势能：
物体由于被举高而具有的能叫重力势能
用自己的课本做如下试验感受重力势能：
（1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉
（2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉
说明重力势能与高度和物体质量有关。
物体之间的相互作用
物体由于地球的吸引而受到的力
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
物体的高度发生变化时，重力做功，势能发生变化：物体下降时重力做正功，势能减少；物体被举高时重力做负功，势能增大。
因此，认识这种势能，不能脱离对重力做功的研究。
一、重力做的功
设一个质量为m的物体，从与地面高度h1的位置A，向下运动到高度为h2的位置B，求重力做了多少功？
（1）物体竖直下落从A到B
h1
h2
A
B
h
mg
分析：重力的方向与位移方向相同，重力做正功，位移大小等于?h=h1-h2。
WG=mg?h=mgh1－mgh2
W=Flcosa
?
（2）物体沿斜面运动从A到
，再水平运动到B
mg
分析：重力的方向与位移方向夹角为θ且小于90度，重力做正功，在重力方向上的位移大小等于?h=cosθl=h1-h2。
W=Flcos
θ
）θ
h1
h2
A
B
h
l
WG=mglcos
θ=mg?h=mgh1－mgh2
?
从
沿水平方向运动到B的过程中，重力不做功。
mg
）θ
h1
h2
A
B
h
l
思考：斜面是否光滑对计算“重力做的功”有影响吗？
FN
v0
f
没有影响，因为各个力做功是独立的，相互不影响。而重力做功只与重力大小和在重力方向上通过的距离（即高度）有关。
上面两种情况中，尽管物体运动的路径不同，但高度的变化是一样的，而且重力做的功也是一样的。
WG
=mgh1-mgh2
重力做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。即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。
WG=
mgh
例1：图中的几个斜面、它们的高度相同、倾角不同。让质量相同的物休沿斜面从顶端运动到底端。那个图重力做功更大？
课堂练习
只要降低的高度相同，重力做功就相同，跟坡度、粗糙程度都无关。
WG
=mgh1-mgh2
mgh1跟初始位置h1有关
mgh2跟结束位置h2有关
又都是mgh的式子
“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。
跟初中学习的重力势能的定性分析的情况核对一下，随着高度h增加，mgh也增加、随着重力mg增加，mgh也增加，恰与前述重力势能的特征一致。
二、重力势能
物体所受重力mg与所处高度h的乘积,用Ep表示
①单位：
焦耳，符号为J
1J=1kg·m/s2·m=1N·m
②重力势能是：标量
，但有正负。
并且正负号要参与大小比较。
如3J>-4J
重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。
重力做功的量=重力势能变化量，即重力做了多少功就有多少重力势能发生改变。
EP1=mgh1表示物体在初位置的重力势能，
EP2=mgh2表示物体在末位置的重力势能。
重力是
（阻力，动力）
重力做功
（正、负)
重力势能变化
(增加、减少）
动能变化
（速度）
物体下降
物体上升
负
正
增加
减小
动力
阻力
减小
增加
WG=EP1-EP2
WG
=mgh1-mgh2
例2：质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中达到的最高点2的高度为h。重力加速度为g。
（1）足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？
（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？
足球的重力势能减少了多少？
课堂练习
（1）足球由位置1运动到位置2时，重力所做的功为－mgh，足球的重力势能增加mgh。
解：
（2）足球由位置2运动到位置3时，重力做的功为mgh，足球的重力势能减少了mgh。
负功
正功
如果重力做的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？
解：因为重力做功对应着重力势能的改变。当重力功与路径有关时则h不能与重力的位移相对应，不能称为重力势能。
拓展学习
物体沿曲面滑下时重力做的功
h1
h2
A
B
h
分析：用微元法，我们把整个路径分成许多很短的间隔，由于每一段都很小，因而可近似看做一段倾斜的直线。这样就可以应用（2）的方法了。
……
△h1
△h2
△h3
△h4
W=Flcos
θ
WG=mg?h1+mg?h2+mg?h3+....
=mg(?h1+?h2+?h3+...)
=mgh
=mgh1－mgh2
?
课堂小结
一、重力做的功
重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关，而跟物体运动的路径无关。即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。
WG
=mgh
WG为重力所做的功，m为物体质量，h是高度差。
二、重力势能
物体所受重力mg与所处高度h的乘积,用Ep表示。
①单位：
焦耳，符号为J，
1
J=1
kg
·
m/s2
·
m=1
N·m
②重力势能是：标量，但有正负。并且正负号要参与大小比较。
重力做功的量=重力势能变化量: