必修二、7.4重力势能

1、第四节第四节 重力势能重力势能1 1、功的定义：、功的定义：力对物体所做的功，等于力的大小、力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角余弦这位移的大小、力与位移夹角余弦这三者的乘积三者的乘积W = F l cos2 2、公式：、公式：一、重力做功的特点：一、重力做功的特点： WG2=mgh+0 =mgh1-mgh2 WG1=mgh =mgh1-mgh2 h1h2ABhmgh1h2AChmgBWG3=mgL.cos =mgh1-mgh2 h1h2ABWG4=?h1h2ABLhmgh1h2h3ABh2h1hh1h211coshmgmglW321WWWW321hmghmghmgWmgh

2、)(321hhhmgh1h2ABh1h2ABLh1h2ABWG=mgh=mgh1-mgh2 h1h2ACB重力所做的功只跟重力所做的功只跟初位置的高度初位置的高度和和末位置的高度末位置的高度有关有关，跟物体运动的，跟物体运动的路径路径无关无关。重力做功的特点：重力做功的特点：重力做功重力做功物体运动时，重物体运动时，重力对它做的功只力对它做的功只跟它的起点和终跟它的起点和终点的位置有关点的位置有关（高度差），而（高度差），而跟物体运动的路跟物体运动的路径无关。径无关。小结小结特殊物理量特殊物理量mgmg与与h h的乘积的乘积“mghmgh”可能可能是一个具有是一个具有特殊意义的特殊意义的物理量

3、物理量WG=mgh二、重力势能二、重力势能 E Ep p 1.物体由于被举高而具有的能叫做物体由于被举高而具有的能叫做 重力势能重力势能 （初中初中）2.表达式：表达式： Epmgh 3.单位：单位： J 请大家计算：请大家计算：课桌上质量为课桌上质量为m m的物体，它的重力势能的物体，它的重力势能多大呢？多大呢？h 是相对哪个是相对哪个参考平面呢参考平面呢? ?Epmgh 高度是相对的，势能也是相对的高度是相对的，势能也是相对的计算要先选定计算要先选定参考平面参考平面 在参考面在参考面下方下方的物体的高度是的物体的高度是负值负值，重，重力势能也是力势能也是负值负值。 参考平面的选取是任意的，

4、通常选择地面参考平面的选取是任意的，通常选择地面或最低点为参考平面或最低点为参考平面 . .参考平面的重力势能为参考平面的重力势能为零零 在参考面在参考面上方上方的物体的高度是正值，重的物体的高度是正值，重力势能也是力势能也是正值正值；15重力势能有相对性（高度具有相对性）重力势能有相对性（高度具有相对性）4、5.5.重力势能是标量，重力势能是标量，但有正负。但有正负。 若：若：EP1=10J, EP2=-20J 则：则： EP1 EP2例：如图，质量例：如图，质量0.5kg0.5kg的小球，从桌面以的小球，从桌面以上上h h1 1=1.2m=1.2m的的A A点落到地面的点落到地面的B B点

5、，桌面高点，桌面高h h2 2=0.8m=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表 (g=10m/s(g=10m/s2 2) )h1h2AB参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面6J10J-4J010J10J减少减少10J减少减少10J1.2m=h1h2=0.8

6、mAB重力势能具有相对性重力势能具有相对性 参照面选择不同，物体的参照面选择不同，物体的 重力势能不同。重力势能不同。WG和和EP与参考面的与参考面的 选择选择无关无关m= 0.5kg 0.5kg三、重力势能的变化与重力做功的关系：三、重力势能的变化与重力做功的关系： 1.物体由高处运动到低处，物体由高处运动到低处， 重力做正功，重力做正功， 重力势能减小重力势能减小。2.物体由低处运动到高处，物体由低处运动到高处， 重力做负功，重力做负功， 重力势能增加重力势能增加。W WG G = Ep = Ep1 1 - Ep - Ep2 2 且：重力势能的变化且：重力势能的变化只与只与重力做功有关。重

7、力做功有关。 重力做重力做多少功多少功，重力势能就，重力势能就变化多少变化多少。 WGmgh1mgh2WGEP1EP2=EP初态的重力势能初态的重力势能末态的重力势能末态的重力势能重力做重力做的功的功h1h2AB 严格说来，重力势能是地球和物体所组严格说来，重力势能是地球和物体所组成的这个物体成的这个物体“系统系统”所共有的，而不是地所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。球上的物体单独具有的。 平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能，只是的重力势能，只是一致习惯简化的说法。一致习惯简化的说法。四、势能是系统所共有的四、势能是系统所共有的一、重力做功的特点一、重力做功的特点 二、重力势能：

8、地球上的物体具有的二、重力势能：地球上的物体具有的 与它的高度有关的能量。与它的高度有关的能量。三、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四、重力势能是相对的四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。，正负表示大小。五、势能是系统能五、势能是系统能本节小结本节小结1.1.关于重力势能的几种理解，正确的是：关于重力势能的几种理解，正确的是： 【 】A.A.重力势能为零的物体，一定不能对别重力势能为零的物体，一定不能对别 的物体做功。的物体做功。B.B.相对不同的参照面，物体具有不同的相对不同的参照面，物体具有不同的 重力势能。重力势能。C.C.在同一高度将物体沿任一方向抛出，在

9、同一高度将物体沿任一方向抛出， 尽管抛出时物体的初速度大小不同，尽管抛出时物体的初速度大小不同， 但落地时减小的重力势能必相等。但落地时减小的重力势能必相等。D.D.放在地面上的物体，它的重力势能放在地面上的物体，它的重力势能 一定为零。一定为零。BC2 2、关于重力做功和物体的重力势能、关于重力做功和物体的重力势能， 下列下列说法正确的是：说法正确的是：A A、当重力对物体做正功时，物体的当重力对物体做正功时，物体的重力重力 势能势能一定减少；一定减少；B B、物体克服重力做功时，物体的物体克服重力做功时，物体的重力势重力势 能能一定增加；一定增加；C C、地球上的物体的重力势能都只有一地球

10、上的物体的重力势能都只有一个个 唯一唯一确定的值；确定的值；D D、重力做功的多少与参考平面的重力做功的多少与参考平面的选取选取 无关无关。 ABD3 3、物体在运动过程中，克服重力做功为、物体在运动过程中，克服重力做功为5050J J，则：则：A A、重力做功为重力做功为5050J J；B B、物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定增加了5050J J；C C、物体的动能一定减少物体的动能一定减少5050J J；D D、重力做了重力做了5050J J的负功。的负功。BDh1234 4、如图，质量为、如图，质量为m m的的足球在地面足球在地面1 1位置被踢位置被踢出后落到地面出后落到地面3

11、 3的位置，的位置，在空中达到的最高点在空中达到的最高点2 2的高度为的高度为h h。1 1、足球由位置足球由位置1 1运动到位置运动到位置2 2时，重力做了多少功？时，重力做了多少功？足球克服重力做了多少功？足球的重力势能增加了足球克服重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？多少？2 2、足球由位置、足球由位置2 2运动到位置运动到位置3 3时，重力做了多少功？时，重力做了多少功？足球的重力势能减少了多少？足球的重力势能减少了多少？3 3、足球由位置、足球由位置1 1运动到位置运动到位置3 3时，重力做了多少功？时，重力做了多少功？足球的重力势能变化了多少？足球的重力势能变化了多少？32课

12、本：课本：P66页页 25 5、用定滑轮从井中向上提水，已知一桶水、用定滑轮从井中向上提水，已知一桶水 的重量为的重量为200N200N，以地面为参考平面，以地面为参考平面，1 1）当水桶在井下）当水桶在井下5m 5m 深处时，水的重力势能深处时，水的重力势能 为多少？为多少？2 2）将水桶提到离地面）将水桶提到离地面0.8m0.8m高处时，水的重高处时，水的重 力势能为多少？力势能为多少？3 3）在这个过程中，水的重力对水做的功为）在这个过程中，水的重力对水做的功为 多少？多少？-1000J -1000J 160J 160J -1160J -1160J6 6、起重机、起重机g/4g/4的加速度将质量为的加速度将质量为m m的物体的物体均匀减速的沿竖直