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7.4重力势能课件


第七章 第4节

机械能 重力势能

雪 崩

2

2002年9月21日上午,俄罗斯高加索 年 21日上午, 日上午 北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩, 北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩,造成至 100人失踪 人失踪。 少100人失踪。

物体由于举高而具有重力 物体由于举高而具有重力 势能、 势能、当物体的高度发生变化 重力要做功,因此、 时,重力要做功,因此、认识 这种的势能时,不能脱离对重 这种的势能时,不能脱离对重 的研究。 力做功的研究 力做功的研究。

一、探究:重力做功的特点 探究:

质量为m的小物体从 处运动到 质量为 的小物体从A处运动到 处, 的小物体从 处运动到C处 运动的路径有无数条. 运动的路径有无数条
A A
θ

A
A1 A2 A3
?h1 ?h2 ?h3

h1 B

h h2 B

L
B

重力所做的功分别是多少? 问:重力所做的功分别是多少 重力所做的功分别是多少

WG=mgh1-mgh2=mgh

重力做功的特点: 重力做功的特点: 结论:重力做功与物体运动的路径 重力做功与物体运动的路径 重力做功 无关,只跟它的初末位置的高度有 无关,只跟它的初末位置的高度有 高度 关,即重力做功数值等于重力与高 度差的乘积。 度差的乘积。

WG = mgh1 - mgh2 = mgh

在物理学中, 在物理学中, “mgh”是一个有 是一个有 特殊意义的物理量. 特殊意义的物理量.它一方面有重 力做功有关, 力做功有关,另一方面又随高度 的变化而变化, 的变化而变化,具有重力势能的 基本牲, 基本牲,就用这个mgh表示物体 的重力势能。 的重力势能。

重力势能: 二、重力势能: 物体由于被举高而具有的能量叫做 重力势能。 重力势能。

葛洲坝电站

重力势能 (1)表达式: (1)表达式: Ep=mg h 表达式 物体的重力势能等于它所受重 力与所处高度的乘积。 力与所处高度的乘积。 (2)在国际单位制中的单位 焦耳(J) 在国际单位制中的单位: (2)在国际单位制中的单位:焦耳(J) (3)重力势能是标量,状态量。 重力势能是标量 (3)重力势能是标量,状态量。

口算比赛: 口算比赛:
一个质量为0.1千克的粉笔擦, 一个质量为 千克的粉笔擦,放在讲 千克的粉笔擦 台上,已知讲台距离地面的高度是1m, 台上,已知讲台距离地面的高度是 求:粉笔擦的重力势能(g=10N/kg) ) 1J 0J -5J 10J

A

B

C

D

三.重力做功与重力势能变化关系

W = EP1 ? EP2 G
表示初状态的重力势能E (Ep1表示初状态的重力势能 p2表示末状 态的重力势能) 态的重力势能)

1.如果重力做正 1.如果重力做正功,重力势能减少,减 如果重力做 重力势能减少, 减少 少的重力势能等于重力对物体做的功。 少的重力势能等于重力对物体做的功。 2.如果重力做负 2.如果重力做负功,重力势能增加,增 如果重力做 重力势能增加, 增加 加的重力势能等于物体克服重力做的功。 加的重力势能等于物体克服重力做的功。

1、关于重力做功和物体的重力势能,下列说 关于重力做功和物体的重力势能, 法正确的是: 法正确的是:( ) ABD 当重力对物体做正功时, A、当重力对物体做正功时,物体的重力势能 一定减少; 一定减少; 物体克服重力做功时, B、物体克服重力做功时,物体的重力势能一 定增加; 定增加; 重力做正功越多, C、重力做正功越多,说明物体重力势增加 得越多。 得越多。 D.重力做功的多少、物体重力势能的多少 .重力做功的多少、 与其他力做功多少没有直接关系

物体在运动过程中, 2 、 物体在运动过程中 , 克服重力做 功为50 50J 功为50J,则:( BD ) 重力做功为50 50J A、重力做功为50J; B、 物体的重力势能一定增加了50 J; 物体的重力势能一定增加了 50J 50 物体的动能一定减少50 50J C、物体的动能一定减少50J; 重力做了50 的负功。 50J D、重力做了50J的负功。

口算比赛: 口算比赛:

A BC D

一个质量为0.1千克的粉笔擦, 一个质量为 千克的粉笔擦,放在讲 千克的粉笔擦 台上,已知讲台距离地面的高度是1m, 台上,已知讲台距离地面的高度是 则粉笔擦的重力势能(g=10N/kg) ) 1J 0J -5J 10J

A

B

C

D

四、重力势能的相对性 高度的相对性决定了重力势能 的相对性。 的相对性。 计算重力势能之前需要先选定 参考平面。 参考平面。

把所选高度的起点处的平面 叫参考平面. 叫参考平面 参考平面的选取是任意的 . 通常选择地面作为参考平面. 通常选择地面作为参考平面
选取不同的参考平面, 选取不同的参考平面,物体的重力 势能的数值是不同的 .但势能的差值 但势能的差值 不受此影响。 不受此影响。

3, 如图,质量0.5kg的小球,从桌面以上h1=1.2m 如图,质量 的小球,从桌面以上 的小球
点落到地面的B点 桌面高h2=0.8m.请按要 的A点落到地面的 点,桌面高 点落到地面的 . 求填写下表.(g=10m/s2) 求填写下表
小球在A 小球在B 下落过程 参考 小球在 小球在 平面 点重力 点重力 小球重力 势能 做功 势能 下落过程 小球重力 势能变化

A h1
h2

桌面 地面

6J 10J

-4J
0

10J 10J

减少10J 减少 减少10J 减少

选取不同的参考平面, ?选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同

B
20

对一个确定的过程, ?对一个确定的过程,WG和△EP与参考面的选择无关

思考题: 思考题: 关于重力势能的几种理解,正确的是( 1.关于重力势能的几种理解,正确的是( ) BC 重力势能等于零的物体, A.重力势能等于零的物体,一定不会对别的物 体做功 相对于不同的参考平面, B.相对于不同的参考平面,物体具有不同数值 的重力势能, 的重力势能 , 但这并不影响研究有关重力势能的 问题 在同一高度将物体不论向何方向抛出, C.在同一高度将物体不论向何方向抛出,只要 抛出时的初速度大小相同, 则落地时减少的重力 抛出时的初速度大小相同 , 势能必相等 放在地面的物体, D.放在地面的物体,它的重力势能一定等于零

五、势能是系统所共有 没有地球就没有重力, 没有地球就没有重力,就没有 重力势能、 重力势能、所以重力势能是地球与 物体所组成的物体“系统” 物体所组成的物体“系统”所共有 的,而不是地球上的物体单独具有 的。


一、重力做功的特点: 重力做功的特点:

结:

与路径无关, 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 重力势能: 量。 重力做正功, 重力做正功,重力势能减少 重力做负功, 重力做负功,重力势能增加 四、重力势能是相对的 五、 重力势能是系统共有

W = mg?h G

EP = mgh 三、重力做功与重力势能变化的关系: 重力做功与重力势能变化的关系:
三、重力做功与重力势能变化的关系:

WG = EP1 ? EP2

遵守社会公德: 遵守社会公德: 防止高空坠物

作业: 作业:作业本

P62

2、3

自主作业: 自主作业:第27次1--5 次


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