第7章 第4节 重力势能课件 23张PPT

(共23张PPT)
重力势能
（1）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?
（2）水力发电站为什么要修那么高的大坝?
一、提出问题
引入新课
二、合作探究
掌握知识
结合以下两个情景猜想：
物体的重力势能和哪些因素有关系？
1、屋顶上有一块砖和一片树叶，落到你头上的感觉。。。
2、两个相同小球分别从2楼和20层楼阳台处，落到你头上的感觉。。。
①
与质量有关②
与高度有关
回顾：
功是能量转化的量度，某力做了多少功，就有多少能量从一种形式转化为另一种形式。换言之，物体的能量发生变化时一定伴随着有力对其做功！！
思考：
那物体的重力势能发生变化，是由于哪个力做功了呢？
探究一:
重力做功的特点
情景：
质量为m的物体从离地面高h1处沿不同路径运动至h2处。
h1
△h
h2
L
θ
思考1：沿路径1运动时，重力做了多少功？若沿路径2呢？
1
2
h1
△h
h2
L
θ
思考2：
若让物体沿路径3运动呢？
1
2
3
极限思想！
物体沿曲线运动
思考2：
通过刚才的计算，你能总结重力做功的特点吗？
思考1：
上述情境中，重力做功与物体是否还受其他力、物体加速减速还是匀速有关吗？
结论：重力做功与路径无关，只跟初末位置的高度差有关。
△h为初末位置的高度差
探究二：重力势能的表达式
看起来，
“mgh”是一个具有特殊意义的物理量
结论
物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积
EP＝mgh
标量、
物体由于被举高而具有的能量
1、定义：
2、单位：
焦耳（J）
3、标矢性：
h
m
状态量
思考：h指的是什么？
零势能面：
参考平面的选取是任意的，可视研究问题的方便而定，通常选择地面为零势能面。
4、重力势能的相对性
“h”指物体重心到参考平面的高度，是相对的，则重力势能也是相对的，所以
计算重力势能之前需要先选定参考平面
重力势能的相对性
h
h
h
A
h
h
h
A
B
B
EPA=2mgh
EPB=-2mgh
EPA=0
EPB=0
处在参考平面的物体的重力势能为0
，参考平面上方的物体的重力势能是正数，参考平面下方的物体的重力势能是负数
。
重力势能的正负有什么意义呢？
表示大小！！
思考：
如果苹果不受地球的引力作用了，它还具有重力势能吗？
重力势能是地球和物体所组成的“系统”所共有的。
阅读课本66页最后一段：
WG＝mgh1－mgh2
初态的重力势能
末态的重力势能
重力做的功
B
A
mg
h
h1
h2
WG＝EP1－EP2
重力做功对应着重力势能的变化
探究三：重力做功与重力势能变化之间的关系
1、当物体由高处向低处运动时：
2、当物体由低处向高处运动时：
重力做功和重力势能变化的关系
重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2
重力势能减小
重力做负功，即WG＜０，EP1＜EP2
重力势能增大
WG＝EP1－EP2
重力做的功等于重力势能的减少量
物体克服重力做的功等于重力势能的增加量
例：
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
6J
10J
-4J
0
10J
10J
减少10J
减少10J
h1
h2
A
B
通过计算你有什么新的发现？
三、迁移应用
能力提升
重力势能与参考平面的选取有关，是相对的；而重力势能的变化与参考平面无关，是绝对的。
1、关于重力势能的几种理解，正确的是
A
重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功
B
放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零
C
在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等
D
一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，其重力势能变小了
答案：C
实例探究|重力势能的理解
课堂练习
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、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：
A、重力做功为50J；
B、物体的重力势能一定增加了50J；
C、物体的动能一定减少50J；
D、重力做了50J的负功。
BD
小结
一、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
二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关
的能量。
表达式
三、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