2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第8章机械能守恒定律第2节重力势能课件

第八章第2节重力势能初中我们已经定性地学习了重力势能,物体的质量越大、所处的位置越高,重力势能就越大.这一节我们来进一步定量地研究重力势能.你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢？一、重力做功1．推导

一、重力做功

2．表达式：WG＝mgh＝mg(h1－h2)(h表示物体起点和终点的高度差,h1、h2分别表示物体起点和终点相对零势能面的高度).3．特点：(1)重力做功只跟物体运动的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关；(2)物体下降时重力做正功,WG＝mgh；物体被举高时重力做负功,WG＝－mgh,也可以说成物体克服重力做功.

二、重力势能1．表达式：EP＝mgh(h表示物体相对零势能面的高度).2．单位：焦(耳),符号：J.3．矢标性：重力势能是标量

.三、重力做功与重力势能的关系1．关系式：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp2．说明：(1)重力做正功,重力势能减小,即WG>0,ΔEp<0；(2)重力做负功,重力势能增加,即WG<0,ΔEp>0；四、重力势能的相对性和系统性1．相对性：重力势能总是相对选定的参考平面而言的.(该平面常称为零势能面)2．系统性：严格说来,重力势能是地球和物体所组成的系统所共有的.(通常在地球上分析某物体具有重力势能)五、弹性势能1．概念：发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的相互作用而具有的势能.2．决定弹性势能大小的相关因素(以弹簧为例)：弹性势能与弹簧的形变大小和劲度系数有关.六、势能势能也叫位能,与相互作用的物体的相对位置有关.重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定；弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定.

判一判(1)重力做功与物体沿直线或曲线有关．

(×)(2)物体只要运动,其重力一定做功．

(×)(3)同一物体在不同位置的重力势能分别为Ep1＝3J,Ep2＝－10J,则Ep1<Ep2. (×)(4)物体由高处到低处,重力一定做正功,重力势能一定减少．

(√)(5)重力做功一定与路径无关,只与初、末位置的高度差有关．

(√)(6)弹簧的长度越长,弹性势能一定越大．

(×)[例1]如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下,经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达高的D点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为(

)任务一：对重力做功、重力势能的理解答案：A

[例2]如图所示,桌面距地面0.8m,一物体质量为2kg,放在距桌面0.4m的支架上(g＝10m/s2)．以地面为参考平面,计算物体在支架上时具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面的过程中,重力势能变化了多少？[变式训练1-2]例2中若以桌面为参考平面,物体在支架上时具有的重力势能为多少？物体由支架下落到桌面的过程中,重力势能变化了多少？总结反思(1)重力势能Ep＝mgh(h表示相对零参考平面的高度.h有正负,在零参考面上为h,在零参考面下为－h.)重力势能Ep的正负取决于h的正负(2)重力做功WG＝mgΔh＝mgh(h表示物体移动的竖直高度,无正负.)重力做功WG正负取决于竖直位移与重力方向的夹角α,物体上升时与重力反向,重力阻碍运动做负功；物体下降时,重力促进运动,做正功[例3]如图所示,质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地高度为h.若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是(

)A.mgh

减少mg(H－h)B.mgh

增加mg(H＋h)C.－mgh

增加mg(H－h)D.－mgh

减少mg(H＋h)任务二：重力做功与重力势能的关系答案：D[变式训练3-1](多选)物体在运动过程中,克服重力做功100J,则以下说法正确的是(

)A．物体的高度一定降低了B．物体的高度一定升高了C．物体的重力势能一定是100JD．物体的重力势能一定增加100J

答案：BD[例4](多选)如图所示,一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧,墙壁和物体间的弹簧被物体压缩,在此过程中,以下说法正确的是(

)A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B．物体向墙壁运动相同的位移,弹力做的功不相等C．弹簧的弹力做正功,弹性势能增加D．弹簧的弹力做负功,弹性势能增加

任务三：对弹性势能的理解答案：BD[变式训练4-1]如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点B的过程中(

)A.重力做正功,弹力不做功B.重力做正功,弹力做正功C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做正功,弹力不做功D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不做功

答案：C1．下列说法中正确的是(

)A．地面上的物体重力势能一定为零B．质量大的物体重力势能一定大C．不同的物体离地面最高的物体其重力势能最大D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零答案：D2．关于重力势能,下列说法中正确的是(

)A．有A、B两个物体,相对于同一参考平面,A物体所处的高度是B物体的2倍,则A物体的重力势能的数值一定是B物体的2倍B．从同一高度将某一物体以相同的速度竖直上抛和平抛,从抛出到落地,物体重力势能的变化是相同的C．有一物体从楼顶落到地面,如果受到空气阻力作用,那么物体重力势能的减少量小于物体自由下落时重力势能的减少量D．重力做功多少,不仅与物体运动的高度有关,还与物体运动的路径有关答案：B3．一条长为l