8.2 重力势能（强化提高）课件— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册22张PPT
文档属性
| 名称 | 8.2 重力势能（强化提高）课件— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册22张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 718.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-05-03 05:54:21 | ||
图片预览
文档简介
第八章机械能守恒定律
第2节重力势能
目录
考情分析
能力拓展
对应例题
拓展训练
考情分析
考情分析
本节知识是进一步学习机械能知识的基础，在高考中单独命题考察的情况很少，通常一选择题或计算题的形式结合功能关系、动能定理等知识综合考察。同学们在学习时重点要掌握重力做的功与重力势能改变的关系。
能力拓展
重力做的功与重力势能的比较
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}比较项目
重力做的功
重力势能
物理意义
重力对物体做的功
由物体与地球的相互作用及它们之间的相对位置所决定的能
表达式
????????=G?h=mg??
????p=mgh
影响其大小的因素
重力G和初、末位置的高度差 ?h
重力mg和物体所处位置的高度h
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}比较项目
重力做的功
重力势能
物理意义
重力对物体做的功
由物体与地球的相互作用及它们之间的相对位置所决定的能
表达式
影响其大小的因素
重力mg和物体所处位置的高度h
重力做的功与重力势能的比较
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}特点
只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选取无关
与参考平面的选取有关,同一位置的同一物体，选取不同的参考平面则有不同的重力势能
过程量
状态量
标矢性
标量，正负表示重力是动力还是阻力
标量，正负表示物体所在的位置是在参考平面的上方还是下方
功能关系
重力做功的过程是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能减少,重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就变化了多少,即????????=????????1-????????2
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}特点
只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选取无关
与参考平面的选取有关,同一位置的同一物体，选取不同的参考平面则有不同的重力势能
过程量
状态量
标矢性
标量，正负表示重力是动力还是阻力
标量，正负表示物体所在的位置是在参考平面的上方还是下方
功能关系
重力势能变化的分析方法
1.液体重力势能改变的计算方法
重力势能的变化与发生过程无关，只与初、末状态有关，故可用等效法求解,如图所示，打开阀门K，液体流动，最终两液面相平。这一过程可等效地转化为“将B管上方的液柱直接移到A管上方”，使过程变得一目了然。
重力势能变化的分析方法
当然，这不是唯一的解法，若设初始状态A管中的液面为零势能面，分别计算出B管中零势能面以上的液体在初、末状态的重力势能，然后求重力势能的变化，也是一种常用的方法。应当引起注意的是大小和形状不可忽略的物体在计算重力势能时，要由其重心的位置来确定物体的高度。
重力势能变化的分析方法
2.绳子、链条类重力势能的求法
(1)重力势能的基本计算式是????????=mgh
，对于实际物体,式中h表示物体重心相对于参考平面的高度。
(2)求解绳子、链条类物体的重力势能时，重心位置的确定是关键:粗细均匀、质量分布均匀的长直绳子或链条,其重心在长度的一半处。
?
重力势能变化的分析方法
(3)两种情况下重力势能的求解:a.当绳子、链条呈直线状(或水平或竖直或倾斜)形式放置时,????????=mgh
中的h表示长度一半位置相对于参考平面的高度:b.当绳子、链条不以直线状(如折线状)形式放置时，应当分段表示重力势能再求和。
?
对应例题
1．如图5所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取9.8 m/s2)
(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；
解析：以桌面为参考平面，物体距参考平面的高度为h1＝0.4 m，
因而物体具有的重力势能为
Ep1＝mgh1＝2×9.8×0.4 J＝7.84 J
物体落至地面时，物体的重力势能为
Ep2＝mgh2＝2×9.8×(－0.8) J＝－15.68 J
因此物体在此过程中的重力势能减少量为
ΔEp＝Ep1－Ep2＝7.84 J－(－15.68) J＝23.52 J
(2)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；
以地面为参考平面，
物体距参考平面的高度为h1′＝(0.4＋0.8) m＝1.2 m，
因而物体具有的重力势能为Ep1′＝mgh1′＝2×9.8×1.2 J＝23.52 J
物体落至地面时，物体的重力势能为Ep2′＝0
在此过程中，物体的重力势能减少量为
ΔEp′＝Ep1′－Ep2′＝23.52 J－0＝23.52 J；
拓展训练
1．一质量为M的物块放在水平地面上，上面安一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉弹簧上端的P点（开始拉时弹簧为原长），如图所示。当P点位移为H时，物块缓慢地离开地面一段距离。求在这个过程中物块增加的重力势能为（ C ）
A．MgH B． C． D．
2．如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是粗糙的,则( )
A.沿轨道1滑下重力做功多 B.沿轨道2滑下重力做功多
C.沿轨道3滑下重力做功多 D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多
答案：D
解析：物体重力所做的功只与物体初末位置的高度差有关，与路径无关，故选项D正确。
3．如图所示,一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处, A、B两点处在同一水平面上且水平距离为16m，A、B间绳长为20 m。质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A、B两点所在水平面为参考平面,猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态,重力加速度为)( )
A. B. C. D.
答案：B
解析：由题意知.重力势能最小的点在最低点，在最低点(重力势能最小)时，根据受力分析和平衡条件.可知两侧绳子与水平方向的夹角相等.两侧绳子长度均为10m，又A、B两点水平距离为16 m,则由几何关系可知最低点与参考平面的高度差为h=6m,猴子的重心比最低点大约低 ，所以猴子在清行过程中重力势能的最小值约为 ，则选项B正确。
Thank You!
第2节重力势能
目录
考情分析
能力拓展
对应例题
拓展训练
考情分析
考情分析
本节知识是进一步学习机械能知识的基础，在高考中单独命题考察的情况很少，通常一选择题或计算题的形式结合功能关系、动能定理等知识综合考察。同学们在学习时重点要掌握重力做的功与重力势能改变的关系。
能力拓展
重力做的功与重力势能的比较
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}比较项目
重力做的功
重力势能
物理意义
重力对物体做的功
由物体与地球的相互作用及它们之间的相对位置所决定的能
表达式
????????=G?h=mg??
????p=mgh
影响其大小的因素
重力G和初、末位置的高度差 ?h
重力mg和物体所处位置的高度h
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}比较项目
重力做的功
重力势能
物理意义
重力对物体做的功
由物体与地球的相互作用及它们之间的相对位置所决定的能
表达式
影响其大小的因素
重力mg和物体所处位置的高度h
重力做的功与重力势能的比较
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}特点
只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选取无关
与参考平面的选取有关,同一位置的同一物体，选取不同的参考平面则有不同的重力势能
过程量
状态量
标矢性
标量，正负表示重力是动力还是阻力
标量，正负表示物体所在的位置是在参考平面的上方还是下方
功能关系
重力做功的过程是重力势能变化的过程，重力做正功，重力势能减少,重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就变化了多少,即????????=????????1-????????2
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}特点
只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选取无关
与参考平面的选取有关,同一位置的同一物体，选取不同的参考平面则有不同的重力势能
过程量
状态量
标矢性
标量，正负表示重力是动力还是阻力
标量，正负表示物体所在的位置是在参考平面的上方还是下方
功能关系
重力势能变化的分析方法
1.液体重力势能改变的计算方法
重力势能的变化与发生过程无关，只与初、末状态有关，故可用等效法求解,如图所示，打开阀门K，液体流动，最终两液面相平。这一过程可等效地转化为“将B管上方的液柱直接移到A管上方”，使过程变得一目了然。
重力势能变化的分析方法
当然，这不是唯一的解法，若设初始状态A管中的液面为零势能面，分别计算出B管中零势能面以上的液体在初、末状态的重力势能，然后求重力势能的变化，也是一种常用的方法。应当引起注意的是大小和形状不可忽略的物体在计算重力势能时，要由其重心的位置来确定物体的高度。
重力势能变化的分析方法
2.绳子、链条类重力势能的求法
(1)重力势能的基本计算式是????????=mgh
，对于实际物体,式中h表示物体重心相对于参考平面的高度。
(2)求解绳子、链条类物体的重力势能时，重心位置的确定是关键:粗细均匀、质量分布均匀的长直绳子或链条,其重心在长度的一半处。
?
重力势能变化的分析方法
(3)两种情况下重力势能的求解:a.当绳子、链条呈直线状(或水平或竖直或倾斜)形式放置时,????????=mgh
中的h表示长度一半位置相对于参考平面的高度:b.当绳子、链条不以直线状(如折线状)形式放置时，应当分段表示重力势能再求和。
?
对应例题
1．如图5所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体(可看成质点)质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，则：(g取9.8 m/s2)
(1)以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；
解析：以桌面为参考平面，物体距参考平面的高度为h1＝0.4 m，
因而物体具有的重力势能为
Ep1＝mgh1＝2×9.8×0.4 J＝7.84 J
物体落至地面时，物体的重力势能为
Ep2＝mgh2＝2×9.8×(－0.8) J＝－15.68 J
因此物体在此过程中的重力势能减少量为
ΔEp＝Ep1－Ep2＝7.84 J－(－15.68) J＝23.52 J
(2)以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能的减少量；
以地面为参考平面，
物体距参考平面的高度为h1′＝(0.4＋0.8) m＝1.2 m，
因而物体具有的重力势能为Ep1′＝mgh1′＝2×9.8×1.2 J＝23.52 J
物体落至地面时，物体的重力势能为Ep2′＝0
在此过程中，物体的重力势能减少量为
ΔEp′＝Ep1′－Ep2′＝23.52 J－0＝23.52 J；
拓展训练
1．一质量为M的物块放在水平地面上，上面安一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉弹簧上端的P点（开始拉时弹簧为原长），如图所示。当P点位移为H时，物块缓慢地离开地面一段距离。求在这个过程中物块增加的重力势能为（ C ）
A．MgH B． C． D．
2．如图所示,某物块分别沿三条不同的轨道由离地高h的A点滑到同一水平面上,轨道1、2是光滑的,轨道3是粗糙的,则( )
A.沿轨道1滑下重力做功多 B.沿轨道2滑下重力做功多
C.沿轨道3滑下重力做功多 D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多
答案：D
解析：物体重力所做的功只与物体初末位置的高度差有关，与路径无关，故选项D正确。
3．如图所示,一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处, A、B两点处在同一水平面上且水平距离为16m，A、B间绳长为20 m。质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A、B两点所在水平面为参考平面,猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态,重力加速度为)( )
A. B. C. D.
答案：B
解析：由题意知.重力势能最小的点在最低点，在最低点(重力势能最小)时，根据受力分析和平衡条件.可知两侧绳子与水平方向的夹角相等.两侧绳子长度均为10m，又A、B两点水平距离为16 m,则由几何关系可知最低点与参考平面的高度差为h=6m,猴子的重心比最低点大约低 ，所以猴子在清行过程中重力势能的最小值约为 ，则选项B正确。
Thank You!