教案重力势能

1、学习目标学习目标1.理解重力势能的概念，掌握重力势能的计理解重力势能的概念，掌握重力势能的计算方法，知道重力势能的相对性算方法，知道重力势能的相对性2知道重力做功和重力势能的改变的关系知道重力做功和重力势能的改变的关系3理解重力做功与路径无关的特点理解重力做功与路径无关的特点重点、难点重点、难点重力势能的计算，重力做功与重力势能变化重力势能的计算，重力做功与重力势能变化的关系的关系4、重力势能 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 美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石

2、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场，四周的看台则能容纳2

3、00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水电站 和平号空间站残片和平号空间站残片打桩机打桩机 物体处在一定高度时，就具有了一物体处在一定高度时，就具有了一定的能量。当它从所处的的高处落下时，定的能量。当它从所处的的高处落下时，伴随着伴随着重力做功重力做功这些能量就会这些能量就会通过通过做功做功的方式释放出来的方式释放出来 在初中我们已经学过：物体由于被在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫举高而具有的能量叫重力势能重力势能 重力势能的大小与什么有关，又如重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢何定量表示呢? ?本节课我们就来学习这本节课我们就

4、来学习这个问题个问题 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 第一种情况：物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从 A A 到到 B BAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2第二种情况：物体物体沿曲线沿曲线运动运动 从从 A A 到到 C CW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 +=mg h =mgh1mgh2第三种情况：重力

5、做功的规律 重力做功重力做功只跟它的起点和终点的位置（高度差）只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关有关，与物体运动的路径无关。，与物体运动的路径无关。重力做功的公式：重力做功的公式： WG = mgh向上运动为负功，向下运动为正功向上运动为负功，向下运动为正功例题例题 沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向沿着高度相同、坡度不同、粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法中正确的是（上将同一物体拉到顶端，以下说法中正确的是（ ）A A沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做功多沿坡度小，长度大的斜面上升克服重力做功多B B沿坡度大，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多沿坡度大，粗

6、糙程度大的斜面上升克服重力做功多CC沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多沿坡度小，粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多D D上述几种情况克服重力做功一样多上述几种情况克服重力做功一样多D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层下到第层下到第3层，层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下两种方式下楼，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？重力对你做的功是否相等？练习练习答案：相等答案：相等 如果物体相对于参考平面的高度为如果物体相对于参考平面的高度为h, h,则把则把物理量物理量mghmgh叫做物体的重力势能叫做物体的重力势能 物体

7、的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积注意：高度的正、负Ep=mgh说明：重力势能是标量说明：重力势能是标量 单位：焦耳，单位：焦耳，1J=1kgms-2m=1Nm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，重力势能也是势能也是负值负值。 参考平面的选取是参考平面的选取是任意任意的的 . 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，重力势能也是势能也是正值正值；势能是势能是状态量状态量、标量标量+ +、表示表示大小大小17高

8、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四、四、重力势能的正负表示大小重力势能的正负表示大小重力势能重力势能：3J 5J重力势能重力势能：0J 5J重力势能重力势能：3J 5J例例1 如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上的小球，从桌面以上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)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

9、 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 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物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，W WG G和和E EP P与参考面的选择无关与参考面的选择无关20WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep214重力做的功等于重力势能的减少量重力做的功等于重力势能的减少量 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，减少的重力，减少的重力势能势能等于等于重力对物体做的重力对物体做的功功 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，增加的重力，增加的重力势能势能等

10、于等于物体物体克服克服重力做的重力做的功功即即 WG = Ep 讨论讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？足球由位置1运动到位置2时，重力所做的功是多少？ 足球的重力势能增加了多少？足球由 位置2运动到位置3重力所做的功是多少？重力势能减少了多少？足球由位置足球由位置1运动到位置运动到位置3，重力所做的功是多少？足，重力所做的功是多少？足球的重力势能变化了多少？球的重力势能变化了多少？做一做：质量为：质量为M的足球在地面的足球在地面1的位置被踢出后落到的位置被踢出后落到地面地面3的位置，在空中达到的最高点的位置，在空中达到的最高点2的高度为的高度为

11、h 。h123123 重力势能属于重力势能属于物体和地球组成的系统物体和地球组成的系统 . 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。重力势能是重力势能是我自己的！我自己的！1、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某、选择不同的水平面作为参考平面，物体在某一位置的重力势能和某一过程中重力势能改一位置的重力势能和某一过程中重力势能改变量变量( ) A.都具有不同的数值都具有不同的数值 B.都具有相同的数值都具有相同的数值 C.前者具有相同的数值，后者具有不同的数值前者具有相同的数值，后者具有不同的数值 D.前者具有不同的数值，后者具有相同的数值前者具有不同的数值，后者具有相同的数值

12、D D2、起重机以、起重机以5m/s2的加速度将质量的加速度将质量为为1t的物体匀减速地沿竖直方向提的物体匀减速地沿竖直方向提升高度升高度10m，则起重机钢索的拉力，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？化了多少？ 3、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：确的是： A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定物体克服重力做功时，物体的重力

13、势能一定增加；增加； C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；定的值； D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。重力做功的多少与参考平面的选取无关。 ABD4、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50J，则：则： A、重力做功为重力做功为50J； 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50J； C、物体的动能一定减少物体的动能一定减少50J； D、重力做了重力做了50J的负功。的负功。BD5、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、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体、

14、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体 做功做功B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数、相对于不同的参考平面，物体具有不同数 值的重力势能，但这并不影响研究有关重值的重力势能，但这并不影响研究有关重 力势能的问题力势能的问题C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只、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，则落地时减要抛出时的初速度大小相同，则落地时减 少的重力势能必相等少的重力势能必相等D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零 BC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：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有