8.2重力势能—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件16张PPT

8.2重力势能
黄山“飞来石”
黄果树“大瀑布”
重力势能与什么因素有关系？
质量越大，所处的位置越高，重力势能越大
重力势能的表达式如何？
一、重力做功
小球都是从A点落到B点，三个做功为多少？
甲： WG=mgΔh=mgh1-mgh2
乙：WG=mglcosθ=mgΔh= mgh1-mgh2
丙：把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2…每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh2…物体通过整个路径时重力做的功WG=mgΔh1+mgΔh2+…=mg（Δh1+Δh2+…）=mgΔh= mgh1-mgh2
结论
结论：物体运动时，重力对它做的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。
公式：W=mg??
?
二、重力势能
温故知新
重力势能与什么因素有关系？
（1）高度越高，泡沫塑料板形变越大，势能越大。
（2）质量越大，泡沫塑料板形变越大，势能越大。
重力势能
1、公式：Ep=mgh(相对于零势能面的高度）
2、单位：J 1J=1kg.m2.s-2=1 N.m
3、特征：标量、
重力做功与重力势能有什么关系呢？
h
h1
h2
2
1
从位置1到位置2的过程中重力做功以及重力势能的变化？
02
重力做功WG=mgh1-mgh2（其中mgh1为物体在位置1 具有的重力势能，其中mgh2为物体在位置2具有的重力势能
重力势能变化量：?????p=Ep2-Ep1
?
WG=-(Ep2-Ep1)=-?????????
?
总结：（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少量等于重力所做的功
（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加量等于重力所做的功
（3）重力势能的变化量只与重力做功有关，与其他力做功无关
三、重力势能的相对性
如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为0.则小球落到地面前瞬间的重力势能为( )
A.Mgh B.mgH
C.mg(h+ H) D.-mgh
D
解析：据题意知已选定桌面为参考平面，则小球在最高点时的高度为H,小球在桌面的高度为0，小球在地面时的高度为一h,所以小球落到地面时，它的重力势能为E,=-mgh
若选择地面为参考平面，则小球落到地面瞬间的重力势能又为（ ）
A.mgh B.mgH
C.mg(h+ H) D.0
D
讨论两题中重力势能的变化有
何规律？
教师总结：1.选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的,因而重力势能具体相对性。
2.对选定的参考平面而言,在参考平面上方的物体，高度是正值,重力势能也是正值,表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面具有的重力势能要大。在参考平面下方的物体,高度是负值，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。
3. 重力势能的变化量具有绝对性，与参考平面的选取无关。
四、弹性势能
讨论：水平面上把物块向左压弹簧一定距离后处于静止状态，然后释放物块，会看到什么现象？说明了什么？
物块向右先加速再减速，说明压缩的弹簧具有能量。
1、弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，由力 做于有弹力的相互作用，也具有势能,这种势能叫作弹性势能。
2、弹性势能的大小跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关，在弹性限度内,弹簧的形变量越大，它具有的弹性势能就对性与越大。弹性势能的大小还跟弹簧的劲度系数有关，发生相同形变量的弹簧，弹簧的劲度系数越大，它具有的弹性势能就越大。
3、公式：Ep=12k????2(其中x表示弹簧的变化量）
?
五、课堂总结
1.重力做功只与物体的初末位置有关， 与物体运动的路径无关。
2.重力势能
(1)定义式:Ep= mgh
(2)与重力做功的关系:WG=-(Ep2-Ep1)=-?????????
3.重力势能具有相对性和系统性。
4.发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相工作用，也具有势能这种势能叫作弹性势能。
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六、课堂小练
输入你的标题
1．如图所示，桌面离地面的高度是0.8m，坐标系原点O定在桌面上，向下方向为坐标轴的正方向，g取10m/s2。通过测量，确定质量m=1.0kg的物体从O运动到B处过程中，重力做的功约是（　　）
A．8J B．5J　　　
C．-5J D．-13J