重力勢能+課件-2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

一顆鳥蛋的威力有多大？有較大的能量（重力勢能）2重力勢能目標(biāo)與地位核心素養(yǎng)要求1、知道重力做功與路徑無關(guān)的特點(diǎn)。2、理解重力勢能的概念及與重力做功的關(guān)系，會用重力勢能的定義式進(jìn)行計(jì)算。3、理解重力勢能的相對性和系統(tǒng)性。地位1、學(xué)習(xí)后面的機(jī)械能守恒定律的基礎(chǔ)。2、電學(xué)中的電勢能與本節(jié)內(nèi)容有類比關(guān)系。回顧上節(jié)課講的功的知識還記得嗎？1.做功的條件作用在物體上的力2.功的計(jì)算公式（恒力）：W=FLcosα3.功是標(biāo)量，但有正負(fù)。動力阻力物體在力的方向上移動的位移4.功是能量轉(zhuǎn)化的量度。2.1重力做功θLABBBAA重力做功探索ABh1h2h123微元法：把曲線分割成無數(shù)段，每一段相當(dāng)于直線WG1=Gh=mgh=mgh1-mgh2WG2=Glcosθ=mgh=mgh1-mgh2WG3=G(△h1+△h2+……)=mg(△h1+△h2+……)=mgh=mgh1-mgh2△h1△h2△h3總結(jié)：WG=Gh=mgh=mgh初-mgh末三種不同方式從20樓到1樓你的重力做功一樣嗎？從1樓到20樓呢？思考重力做功的特點(diǎn)2、重力做功特點(diǎn)：與路徑無關(guān)，只取決于初末位置。不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動，

只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同．1、重力做功計(jì)算式：小結(jié)WG＝mgh=mgh初－mgh末物體運(yùn)動時(shí)重力做的功數(shù)值上等于重力與高度差的乘積。向低處運(yùn)動時(shí)，重力做正功；向高處運(yùn)動時(shí)，重力做負(fù)功。hh末h初AB練習(xí)例1.質(zhì)量為m的小球從距離地面高為h處由靜止下落，碰地后彈起的高度為?h，然后下落，又彈起高度為?h，已知重力加速度為g，空氣阻力大小始終為f，在此過程中，求：①空氣阻力對小球做的功？②重力對小球做的功？

①空氣阻力做功為Wf=-f(h+0.5h+0.5h+0.25h)=-2.25fh

②重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)，WG=mg(h-0.25h)=0.75mgh練習(xí)練1.起重機(jī)將質(zhì)量為100kg的物體從地面提升到10m高處。取g=9.8m/s2。在這個(gè)過程中，重力做功

J。物體升高，所以重力對物體做負(fù)功。WG

=－mgh=－100×9.8×10J=－9.8×103J解：練習(xí)練2.如圖所示，質(zhì)量關(guān)系為m1>m2>m3的三個(gè)小球分別沿三條不同的軌道1、2、3由離地高h(yuǎn)的A點(diǎn)滑到同一水平面上，軌道1、3是光滑的，軌道2是粗糙的，重力對小球做功分別為W1、W2、W3，則下列判斷正確的是（）A.W1>W2＝W3

B.W1＝W3>W2C.W1＝W2＝W3

D.W1>W2>W3D2.2重力勢能回顧初中學(xué)過有關(guān)重力勢能的哪些知識？1、物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。2、物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢能就越大。定性—>定量WG＝mgh=mgh初－mgh末說明：(1)單位：焦耳，1J=1kg·m/s-2·m(2)h：物體重心到零勢能面的高度，可正可負(fù)(3)標(biāo)量、狀態(tài)量，只有大小沒有方向但有正負(fù)，其正負(fù)表示大小。重力勢能新知表達(dá)式：大小：等于物體重力和高度的乘積Ep=Gh=mgh高度是絕對的嗎？珠穆朗瑪峰海拔高度8844.43米死海的海拔高度-415米重力勢能的相對性新知1、參考平面要確定物體的重力勢能，必須先選定某一水平面作為參考平面（重力勢能取為零）。注：參考平面的選取是任意的（方便性原則），通常選取地面或較低的位置作為參考平面（零勢能面）2、重力勢能的正負(fù)（代表大?。?1)在參考平面上方的物體，h＞0，Ep＞0；(2)在參考平面下方的物體，h＜0，Ep＜0。hhhAEPA=2mghEPA=0EPA=-mgh參考面參考面參考面思考

腦筋急轉(zhuǎn)彎：

人從五樓窗臺上跳下來，為何平安無事？向里跳到五樓的地板上。算一算：若人的質(zhì)量為50kg，五樓窗臺距五樓地面的高度為1m，距樓外地面的高度為16m，g=10m/s2。則：1、相對五樓地面，人的重力勢能是多少？2、相對樓外地面，人的重力勢能是多少?500J8000J練習(xí)例2.下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是（）A.重力勢能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，則Ep1與Ep2方向相反B.同一物體重力勢能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，則Ep1>Ep2C.在同一高度的質(zhì)量不同的兩個(gè)物體，它們的重力勢能一定不同D.重力勢能是標(biāo)量，負(fù)值沒有意義B2.3重力做功與重力勢能變化的關(guān)系人向下運(yùn)動：重力做

功，重力勢能

。人向上運(yùn)動：重力做

功，重力勢能

。正減少負(fù)增加重力做功與重力勢能變化的關(guān)系WG＝mgh=mgh初－mgh末WG＞0ΔEp＜0WG＜0ΔEp＞0重力做功是重力勢能變化的量度！=Ep初-Ep末=-ΔEPEp減小Ep增加總結(jié)重力做的功等于重力勢能的減少量。練習(xí)例3.質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m。試完成下面的表格。(g=10m/s2)h1h2AB所選擇的參考平面小球在A點(diǎn)的重力勢能小球在B點(diǎn)的重力勢能整個(gè)下落過程中小球重力做的功整個(gè)下落過程中小球重力勢能的變化量桌面地面6J

10J

-4J

0

10J

10J

減少10J

減少10J

重力勢能具有相對性，重力勢能的變化量具有絕對性。追問：如果下落時(shí)有空氣阻力，表中的數(shù)據(jù)是否會改變？練3.質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落桌面離地面高度為h，重力加速度為g，如圖所示，若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢能及整個(gè)下落過程中重力勢能的變化分別為（）A.mgh，減少mg(H－h(huán))B.mgh，增加mg(H＋h)C.－mgh，減少mg(H＋h)D.－mgh，增加mg(H－h(huán))練習(xí)C2.4重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能是我自己的！分析：Ep＝mghG＝mgm——g——

h——由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的決定于物體決定于地球反映了物體與地球間的相對位置關(guān)系想一想：重力勢能跟重力做功密切相關(guān)，如果沒有了重力，物體還有重力勢能嗎？Ep=mgh沒有！總結(jié)1.重力做功：WG=mgh特點(diǎn)：與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)2.重力勢能：Ep=mgh3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力做正功，重力勢能減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加。關(guān)系式：WG=EP初

-

EP末=-ΔEP4.重力勢能是相對的，正負(fù)表示大小，重力勢能的變化是絕對的。5.重力勢能是地球與物體組成“系統(tǒng)”所共有的。重力勢能拓展練習(xí)如圖在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的繩子，質(zhì)量為m，長度為L，繩子的?懸于桌面以下。則從繩子開始下滑至剛好全部離開桌面的過程中，繩子的重力勢能減小了多少？（重力加速度為g，桌面離地足夠高）選擇桌面為參考平面：末態(tài)：E