8.2重力势能（第一课时）21张PPT

陨石划过天空，放出耀眼的光芒，在地上留下巨大的陨石坑
高空坠物的危害有多大？
高空中的物体为什么对地面上的物体具有危险性？
有较大的能量（重力势能）
这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来
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。
那么重力势能的大小如何定量表示呢?
本节课我们就来学习这个问题．
第八章 机械能守恒定律
第2节 重力势能
物体的高度发生变化时，重力做功，重力势能发生变化：物体下降时重力做正功，重力势能减少；物体被举高时重力做负功，重力势能增大。
因此，重力势能与重力做功密切相关，认识重力势能不能脱离对重力做功的研究。
WG＝mg ? h＝mg（h1－h2）＝mgh1－mgh2
WG＝mgl cosθ＝mg ? h
＝mg（h1－h2）
＝mgh1－mgh2
甲图中质量为m的小球从A运动到B,重力做功：
一、重力做功
思考：从上述两例子能够得到
怎样的结论？
重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，与物体运动的路径无关。
乙图质量为m的物体从高度为h1的A点沿直线斜面运动到高度为h2的B′点（如图），再由B′点水平运动到B点，这个过程中重力做功：
A点到B′：
B′点到B：
重力不做功
微元法
WG＝mg?h1＋mg?h2＋mg?h3＋…
＝mgh1－mgh2
＝mgΔh
如图质量为m的物体从高度为h1处的A点沿曲线运动到高度为h2的B点。
一、重力做功
思考：若物体运动轨迹不再是直线，上述结论是否还成立呢？
阅读P81面拓展学习相关内容
总结：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。
物体的重力mg与它所在位置的高度h的乘积“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。
一、重力做功
重力做功：
WG＝mg ? h＝mgh1－mgh2
初、末位置高度差
“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。
一方面与重力做功密切相关,另一方面恰与重力势能的基本特征一致。
把物理量mgh叫做重力势能。
二、重力势能（EP）
2. 表达式：
3. 国际单位：
焦耳（J）
1J=1kg·m/s2=1N·m
1.定义：物体因为处在一定高度而具有的能量叫作重力势能。
EP=mgh
4. 标量：
只有大小，没有方向，但有正负
（正负代表大小）
例：5J与-10J谁具有能量大？
5J>-10J
例：-5J与-10J谁具有能量大？
-5J>-10J
高度h是相对于谁的呢？
重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面．
二、重力势能（EP）
二、重力势能（EP）
h
h
如图一本书放在桌面上质量为m，试分析物体具有的重力势能。
天花板
以地面为参考面：
以桌面为参考面：
EP=mgh
EP=0
相对性
二、重力势能（EP）
5.性质：
（1）相对性：
物体的重力势能总是相对于某一水平面来说，这个水平面叫做参考平面，又叫做零势能面。在这个水平面上，物体的重力势能取为零。
EP=mgh
（h指物体重心到参考平面的高度，通常以地面为零势能面）
物体位于参考平面以下：
物体位于参考平面以上：
正值：Ep＞0
负值：Ep＜0
例：如图所示，在地面上方有一根悬挂的均匀柔软的绳子，质量为m，长度为L，以地面为参考平面，绳子的重力势能是多少？
EP=mg
L
2
物体重力势能与重力做功密切相关，而重力是地球与物体间的相互作用力，若离开了地球或物体，就谈不上重力，所以，重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。平常只说物体具有的重力势能，是一种简化的说法。
物体说：重力势能是我自己的！
地球说：朋友这是咱们俩的！
二、重力势能（EP）
二、重力势能（EP）
5.性质：
（1）相对性：
EP=mgh
（h指物体重心到参考平面的高度）
（2）系统性：
重力势能是地球和物体组成的系统所共有的。
例：如图所示，EP人=500J
说明人和地球共同拥有500J能量
【问题】 质量m=0.5 kg的小球，从桌面上方高h1= 1.2 m的A点下落到地面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8 m。试完成下面的表格。 (g取10 m/s2)
{9DCAF9ED-07DC-4A11-8D7F-57B35C25682E}所选择的参考平面
小球在A点的重力势能
小球在B点的重力势能
整个下落过程中小球重力做的功
整个下落过程中小球重力势能的变化量
桌面
地面
6 J
10 J
-4 J
0
10 J
10 J
减少10 J
减少10 J
重力势能具有相对性，重力势能的变化量具有绝对性。
二、重力势能（EP）
1到2阶段：重力做负功 WG＝ －mgh， 重力势能增加了mgh
2到3阶段：重力做正功 WG＝ mgh，
重力势能减小了mgh
重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢 ？
例：如图所示，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？
三、重力做的功与重力势能变化的关系
WG= -△Ep=EP1 －EP2
=mgh1- mgh2
物体重力势能增加；重力势能增加的数量等于物体克服重力做的功。
WG=mgh1－mgh2
重力做的功等于重力势能的减小量
△Ep ＝EP2 －EP1 =mgh2 - mgh1
初位置
重力势能
末位置
重力势能
①物体由高处运动到低处时，重力做正功，
WG>0，EP1>EP2
物体重力势能减少；重力势能减少的数量等于重力做的功。
②物体由低处运动到高处时，重力做负功，
WG<0，EP1（1）物体受竖直向上的拉力作用，向上做匀加速直线运动，拉力做的功是1J，物体重力势能的增加量不是1J。
（2）物体受竖直向上的拉力作用，向上做匀速直线运动，拉力做的功是1J，物体重力势能的增加量不是1J。
（3）物体运动，重力做的功是-1J，物体重力势能的增加量不是1J。
（4）没有摩擦时物体由A 沿直线运动到B，重力做的功是-1J ；有摩擦时物体由A沿曲线运动到B，重力做的功大于-1J。
例：请判断以下说法是否正确？
正确
错误
错误
错误
1.重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的竖直高度差有关
2.地球上的物体具有的与它高度有关的能量。
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。关系式：WG = EP初 - EP末
4.重力势能是相对的,正负表示大小,重力势能的变化是绝对的。
5.重力势能是地球与物体组成“系统”所共有的。
课堂小结
重力势能