重力势能(公开课)

1、4 4重力势能授课人：陈云贺吴菊萍：托举生命的最美妈妈吴菊萍：托举生命的最美妈妈 2011年年7月月2日下午日下午1点半，一个点半，一个2岁女童从岁女童从10楼坠落，吴菊萍奋不楼坠落，吴菊萍奋不顾身地冲过去用左臂接住孩子，目前女童已脱离危险。救人的年顾身地冲过去用左臂接住孩子，目前女童已脱离危险。救人的年轻妈妈吴菊萍，其手臂骨折，受伤较重，被网友称为轻妈妈吴菊萍，其手臂骨折，受伤较重，被网友称为“最美妈最美妈妈妈”。 2002年月日上午，俄罗斯高加索年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。人失踪。 雪雪崩崩2 美国内华达州

2、亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗万年前，一颗直径约为直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万万千克、速度达到千克、速度达到20千米秒，爆炸力相当于千米秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约上产生了一个直径约1245米，平均深度达米，平均深度达180米的大坑。据说，坑米的大坑。据说，坑中可以安放下中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳个足球

3、场，四周的看台则能容纳200多万观众。多万观众。 陨石坑陨石坑美国内华达州亚利桑那美国内华达州亚利桑那3 这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出. . 初中我们已经学过：物体由于被举高而初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能具有的能量叫重力势能质量越大，高度越高，物体的重力势能越质量越大，高度越高，物体的重力势能越大。大。讨论与交流讨论与交流：重力做的功分别是多少？重力做的功分别是多少？分析这三种情况，总结重力做功的特点？分析这三种情况，总结重力做功的特点？物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B

4、BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 G物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从 A A 到到 B BABhLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2G物体物体沿曲线沿曲线运动运动 从从 A A 到到 B Bh1h2h3ABh2h1hAh 1lW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 + =mg （h 1+ h 2 + h 3 )=mg h =mgh1mgh2h1h2GWABmg甲甲1hh2hABmg乙乙lBA丙丙起起 点点终终 点点1A2A3A1h2h3h21mg

5、hmgh ABmg甲甲1hh2hABmg乙乙lBA丙丙重力做功特点重力做功特点：起起 点点终终 点点 重力对物体做功重力对物体做功与路径无关与路径无关，只与它的，只与它的起起点和终点的位置有关点和终点的位置有关。1A2A3A1h2h3h12mghmgh12()mg hhhh2h1AB21mghmghWG重力做功的特点:1、重力做功特点、重力做功特点： 重力对物体做功重力对物体做功与路径无关与路径无关，只与它的，只与它的起起点和终点的位置有关点和终点的位置有关。2、重力做功、重力做功 1、如图所示，设想你要从某座高楼的第、如图所示，设想你要从某座高楼的第10层层下到第下到第3层，你可以乘电梯下，

6、也可以沿楼梯走层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？下两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？答案：相等答案：相等21mghmghWG 我们把物理量我们把物理量 mgh 叫做物体的叫做物体的重力势能重力势能Ep = mgh1. 重力势能重力势能 : 等于它所受到的重力与所处高等于它所受到的重力与所处高 度的度的乘积乘积.2.重力势能是重力势能是标量标量，单位是焦耳（，单位是焦耳（J）常用常用Ep表示，即表示，即3.重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能的关系重力做功的表达式为重力做功的表达式为：21mghmghWG表示物体在表示物体在初位置初位置的重力势能

7、的重力势能表示物体在表示物体在末位置末位置的重力势能的重力势能11mghEp22mghEppppGEEEW21末态的重力势能末态的重力势能初态的重力势能初态的重力势能重力势能的重力势能的变化量变化量 2、塔吊把一质量为、塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为的物体，从距地面高为h1=10m的高的高度匀速运到高为度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？如何变化？(g=10m/s-2)解：重力做正功为：解：重力做正功为： WG=mg(h1-h2)=14000J重力势能减少重力势能减少Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14

8、000J请同学们完成重力做正功重力势能减少；重力做正功重力势能减少；重力所做的功等于重力势能的减少量。重力所做的功等于重力势能的减少量。 3、 塔吊把一质量为塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为的物体，从距地面高为h1=3m的高的高度匀速运到高为度匀速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？能如何变化？ (g=10m/s-2)解：重力做负功为：解：重力做负功为： WG=mg(h1-h2)=14000J物体克服重力做了物体克服重力做了14000J的功；的功；重力势能增加，重力势能的重力势能增加，重力势能的增加量增加量为为Ep

9、2-Ep1=mgh2-mgh1=14000J请同学们完成物体克服重力所做的功等于重力势能物体克服重力所做的功等于重力势能的增加量。的增加量。重力做负功重力势能增加；重力做负功重力势能增加； 如果重力做如果重力做正功正功，重力势能，重力势能减少减少，W WG G00，E EP1P1EEP2 P2 ； 重力对物体做的重力对物体做的功等于功等于重力势能的重力势能的减少量减少量 如果重力做如果重力做负功负功，重力势能，重力势能增加增加， WWG G00，E EP1P1EEP2 P2 ； 物体物体克服克服重力做的重力做的功等于功等于重力势能的增加量重力势能的增加量3.重力做功与重力势能的关系重力做功与重

10、力势能的关系pppGEEEW21重力做功对应重力势能的改变，重力做了多重力做功对应重力势能的改变，重力做了多少功就有多少重力势能发生改变发生少功就有多少重力势能发生改变发生想一想想一想 高度具有相对性高度具有相对性计算重力势能之前需要先选定计算重力势能之前需要先选定参考平面参考平面17高度是相对的，所以重力势能也是相对的高度是相对的，所以重力势能也是相对的（1 1）参考平面：参考平面：高度取做高度取做0 0的水平面的水平面也称零势能面也称零势能面珠穆朗玛峰峰海拔高度珠穆朗玛峰峰海拔高度8844.43米。 死海的海拔高度死海的海拔高度- 415米米参考平面选取不同，重力势能的数值就不同参考平面选

11、取不同，重力势能的数值就不同4、如图，质量、如图，质量m = 1kg的小球，从桌面上方高的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的的A点下落到点下落到地面上的地面上的B点，桌面离地面的高度点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m请按要求填写下请按要求填写下表表(g=10m/s)参考面小球在A处的重力势能小球在B处的重力势能整个过程中重力做功整个过程中重力势能的变化桌 面 地 面 h1h2AB（3 3）选取）选取不同不同的参考平面的参考平面, ,物体的重力势能的数值物体的重力势能的数值不同。不同。对一个确定的过程，对一个确定的过程，重力做功和重力势能变化与参考面重力做功和重力势能变化与参考面的选择无

12、关。的选择无关。12J- 8J20J减少减少20J20J020J减少减少20J计算重力势能之前需要先选定计算重力势能之前需要先选定参考平面参考平面在参考面下方在参考面下方的物体的高度是的物体的高度是负值负值，重力势能也是，重力势能也是负值负值。在参考面上方在参考面上方的物体的高度是的物体的高度是正值正值，重力势能也是，重力势能也是正值正值；（1 1）参考平面：参考平面：高度取做高度取做0 0的水平面的水平面也称零势能面也称零势能面（2 2）重力势能是重力势能是标量标量，只有大小没有方向，但，只有大小没有方向，但有正、有正、负负，其正、负可以表示大小，其正、负可以表示大小参考平面选取不同，重力势

13、能的数值就不同参考平面选取不同，重力势能的数值就不同 （1 1）重力势能应该是物体与地球组成的系统共重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。 （2 2）不只是重力势能，任何形式的势能，都是）不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的物体的相对位置决定的小 结一、重力做功的特点：一、重力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的高度差

14、有关与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：物体由于被举高而具有的能量。二、重力势能：物体由于被举高而具有的能量。 表达式表达式 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 重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加四、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。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。零势能参考面。五、势能是系统能。指系统所有。五、势能是系统能。指系统所有。 21mghmghWGmghEP21PPGEEW随堂巩固训练随堂巩固训练 1 1如图所示一物体从如图所示一物体从A A点沿粗糙面点沿粗糙面ABAB与光滑面与光滑面ACAC分别滑到同一水平面上的分别滑到同一水平面上的B B点与点与C C点，则下列说法点，则下列说法中正确的是中正确的是 ( )( )A A沿沿ABAB面重力做功多面重力做功多B B沿两个面重力做的功相同沿两个面重力做的功相同C C沿沿ABAB面重力势能减少多面重力势能减少多D D沿两