必修二,7.4重力势能【2013.5】

1、第七章机械能守恒定律 什么是重力势能？物体由于被举高而具有的能叫重力势能。物体由于被举高而具有的能叫重力势能。物体质量越大，位置越高，重力势能越大。物体质量越大，位置越高，重力势能越大。高度变化高度变化重力势能变化重力势能变化重力做功重力做功1 1、物体、物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2 一、重力做功一、重力做功WG=mgh =mgh1mgh2 2 2、物体、物体沿斜线沿斜线运动运动 从从 A A 到到 C CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh23、物体、物体沿曲线沿曲线运动运动 从从 A A 到到 C Ch1h2h

2、3ACh2h1hW1=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 =mgh1mgh2Ah 1L L重力做功与物体的质量有关，重力做功与物体的质量有关，与物体的初末位置有关。与物体的初末位置有关。以上三种情况都得出这样一个结论：以上三种情况都得出这样一个结论：W WG G = = mghmgh1 1mghmgh2 2 = mg= mgh h 与路径无关与路径无关mgh重力做的功与重力做的功与“mghmgh”这个量的这个量的变化有关变化有关. .重力势能与重力势能与“mgh”的比较的比

3、较是否与重是否与重力做功有力做功有关关是是是是是否随着是否随着质量增大质量增大而增大而增大是否随着是否随着高度增大高度增大而增大而增大是是是是是是是是重力势能重力势能“mgh” 二、重力势能二、重力势能Ep1.1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。处高度的乘积。2.2.单位：焦耳单位：焦耳(J)(J)。 3.3.重力势能是重力势能是标量标量，状态量。，状态量。 Ep=mgh注意：式中的注意：式中的h是指物体所是指物体所在的高度在的高度2m1mAB参考平面不同参考平面不同三、重力势能的相对性三、重力势能的相对性高度是相对的，所以重力势能也是

4、相对的高度是相对的，所以重力势能也是相对的 + +、表示大小表示大小 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。计算重力势能之前需要先选定参考平面计算重力势能之前需要先选定参考平面 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；例：例： 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)地面地面桌面桌面下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化

5、势能变化EP2-EP1下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功小球在小球在B点重点重力势能力势能EP2小球在小球在A点重点重力势能力势能EP1参考参考平面平面 6J10J-4J0h1h2AB 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10J10J-10J-10J 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 参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的 . .巧合？必然？巧合？必然？四、重力做功与重力势能变化关系四、重力做功与重力势能变化关系重力势能的变化重力势能的变化 E EP P= mg

6、h= mgh2 2 mghmgh1 1所以所以 W WG G = = E EP P重力做功重力做功 W WG G = mgh = mgh1 1mghmgh2 2 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势能等于重力所做的功减少的重力势能等于重力所做的功 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势能等于物体克服重力所做的功增加的重力势能等于物体克服重力所做的功并非巧合并非巧合例：例： 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

7、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 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 参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的 . .五、重力势能的系统性 重力势能属于重力势能属于物体和地球组成的系统物

8、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。重力势能是我重力势能是我自己的！自己的！课堂练习 如图所示，一个如图所示，一个0.1kg的小球由的小球由A点开始下落，点开始下落，与发生地面碰撞并反弹到与发生地面碰撞并反弹到B点的位置后被接住，点的位置后被接住，A点高点高2m，B点高点高1m。求：求：1）整个运动过程中，重力对小球做了多少功？）整个运动过程中，重力对小球做了多少功？ 2）小球重力势能如何变化，变化了多少？）小球重力势能如何变化，变化了多少？H=2mABh=1m解：解：1) 重力做功重力做功 WG=mg(H-h) =0.1X10X(2-1)J=1J2）重力势能变化量）重力势能变化量 EP= EP2-EP1 =mgh-mgH =0.1X10X1J-0.1X10X2J =-1J小结小结一、重力做功的特点：一、重力做功的特点： 与路径无关，只与物体的初末位置有关与路径无关，只与物体的初末位置有关二、重力势能：二、重力势能：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