重力势能(公开课)【原创】

1、4 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24 4重力势能 美国内华达州亚利桑那陨石坑。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

2、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34 4重力势能（1）水电站“和平号和平号”空间站残片空间站残片 重力做功的特点重力做功的特点类型类型3类型类型2类型类型1BBh1h2h3hh1h2Amg类型类型1:1:类型类型2:2:类型类型3:3:A1A2A3WGmghmgh1mgh2WGmgl cosmghmgh1mgh2WGmg

3、h1mgh2mgh3 mgh mgh1mgh2lBmgAAmg物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关（终点的位置有关（只跟它的初末位置的高度差只跟它的初末位置的高度差有关有关），而跟物体运动的路径无关。），而跟物体运动的路径无关。WGmgh1mgh2 一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=10 m/s2)4 4重力势能物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关（终点的位置有关（

4、只跟它的初末位置的高度差只跟它的初末位置的高度差有关有关），而跟物体运动的路径无关。），而跟物体运动的路径无关。WGmgh1mgh21、物体的重力势能等于它所受的重力与物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积所处高度的乘积EPmgh2、重力势能是标量，单位是焦耳（重力势能是标量，单位是焦耳（J）mNmsmKgJ1112hmhmhmm质量相同时，质量相同时，高度越高，重高度越高，重力势能越大力势能越大高度相同时，高度相同时，质量越大，重质量越大，重力势能越大力势能越大3、重力做功和重力势能的关系：重力做功和重力势能的关系：WGmgh1mgh2初态的重力势能初态的重力势能末态的重力势能末态的

5、重力势能重力做重力做的功的功PPPGEEEW21WGEP1EP2当物体由高处向低处运动时：当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即重力做正功，即WG，EP1EP2重力势能减小重力势能减小当物体由低处向高处运动时：当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即重力做负功，即WG，EP1EP2重力势能增大重力势能增大重力做功对应着重力做功对应着重力势能的变化重力势能的变化 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的高度的高度匀速运到高为匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速

6、或减速下降呢？何变化？若物体加速或减速下降呢？(g=10m/s-2)分析：重力做功为：分析：重力做功为： WG=mg(h1-h2)=14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J重力势能减少了重力势能减少了14000J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 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的高度匀的高度匀速运到高为速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速上升呢？何变化？若物体加速或减速上升呢？(g=10m/s-2)

7、分析：重力做功为：分析：重力做功为： WG=mg(h1-h2)=14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J重力势能增加了重力势能增加了14000J请同学们完成重力做负功重力势能增加重力做负功重力势能增加 3 物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则( ) A重力做功为50J B重力做了50J的负功 C物体的重力势能一定减小了50J D物体的重力势能一定增加了50J4 4重力势能4 4重力势能 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。讨论h1h2AB（2）小球的

8、重力势能是多少？）小球的重力势能是多少？（1）小球的高度是多少？）小球的高度是多少？hhhAhhhAhhhABBBEPB=-=-3mghEPA= =2mghEPB=-=-2mghEPA= =0EPA=-=-mghEPB= =0重力势能具有重力势能具有相对性相对性，为了比较势能的大小我们，为了比较势能的大小我们通常选一个通常选一个参考面参考面，处在参考面的物体的重力势，处在参考面的物体的重力势能为能为0 0 ，参考面，参考面上方上方的物体的重力势能是的物体的重力势能是正正数，数，参考面参考面下方下方的物体的重力是的物体的重力是负负数。数。重力势能的变化重力势能的变化 EPBEPA - -2mgh

9、1 1、参考面（、参考面（0 0势能面）的选取是任意的。势能面）的选取是任意的。2 2、选不同的参考面物体的重力势能各不、选不同的参考面物体的重力势能各不相同相同, ,但对重力势能的变化没有影响。但对重力势能的变化没有影响。3 3、通常选地面为参考面通常选地面为参考面。例例 题题 甲、乙两个物体的位置如图甲、乙两个物体的位置如图7-4-3所示所示,质量质量关系关系m甲甲Ep2 B.Ep1Ep2 C.Ep1=Ep2 D.无法判断无法判断 例题、如图，质量例题、如图，质量m = 0.5kg的小球，从桌面上方高的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的的A点点下落到地面上的下落到地面上的B点，桌面离地

10、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总结：总结：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，重力做功和重力势能变化与参考对一个确定的过程，重力做功和重力势能变化与参考面的选择无关。面的选择无关。6J- 4J10J减少减少10J10J010J减少减少10J练 习1.下列关于重力势能的说法正确的是（下列关于重力势能的说法正确的是（ ）A.重力势能是地球和物体共

11、同具有的，而不是物体重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的单独具有的B.某物体位置一定时，重力势能的大小是一定的某物体位置一定时，重力势能的大小是一定的C.重力势能等于零的物体，其重力势能只能增加，重力势能等于零的物体，其重力势能只能增加，不可能再减小不可能再减小D.在地面上的物体，它的重力势能一定等于零在地面上的物体，它的重力势能一定等于零练 习2.有关重力势能的变化，下列说法中正确的是（有关重力势能的变化，下列说法中正确的是（ ）A.物体受拉力和重力作用向上运动物体受拉力和重力作用向上运动,拉力做功是拉力做功是1 J,但物体重但物体重力势能的增加量有可能不是力势能的增加量有可

12、能不是1 JB.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛,落到地面落到地面上时上时,物体重力势能的变化是相同的物体重力势能的变化是相同的C.从同一高度落下的物体到达地面从同一高度落下的物体到达地面,考虑空气阻力和不考虑空考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的D.物体运动中重力做功是物体运动中重力做功是-1 J,但物体重力势能不是但物体重力势能不是1 J练 习3.下面关于重力势能的说法中，正确的是（下面关于重力势能的说法中，正确的是（ ）A.有有A、B两个物体，两个物体，A的高度是的高度是B高度的高度的2倍，那么物体倍，那么物体A的的重力势能的数值一定是物体重力势能的数值一定是物体B的的2倍倍B.从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛或平抛，从抛出到落地的过程中