重力势能探究弹性势能表达式课件

关于重力势能探究弹性势能表达式第1页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三4重力势能第2页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三学习目标1.体验课本下落实验过程重力做功的变化，运用逻辑推理找到重力做功的特点及做功与重力势能的关系2.结合生活实例说出重力势能的相对性和重力势能是物体和地球系统共有的3.类比重力势能的探究过程，总结出弹性势能的表达式第3页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三探究学习疑问区

探究重点：1.重力势能的特点2.弹性势能的表达式预习案3G4探究案二1

G1预习案1G2前黑板后黑板探究案一1G6探究案三G8第4页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三2002年９月２１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１００人失踪。雪崩2（一）实例展示初步感知第5页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

美国内华达州亚利桑那陨石坑。它是5万年前，一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。强烈的撞击在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。

3陨石坑（一）实例展示初步感知第6页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

由以上实例可以知道，物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。

重力势能物体由于处在一定的高度而具有的能量是什么能量呢？这种能量的大小与哪些因素有关呢？想一想（一）实例展示初步感知第7页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

用自己的课本做如下实验，根据感觉体会物体的重力势能与什么因素有关？

1、与高度有关。位置越高，重力势能越大。

2、与质量有关。质量越大，重力势能越大。（1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉•

•

•

（2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉•

•

•结论：（二）亲身体验加深认识做一做第8页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三Δh思考与讨论：如图，质量为m的小球从高为h1的初位置沿三种不同的路径运动到高为h2的末位置。请计算三种情况下重力做的功分别是多少？根据计算结果你能总结出重力做功的特点吗？探究一、重力做功的特点W1=?W2=?W3=?第9页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三θLh1h2Δh……△h1△h2△h3△h4AAABBB竖直下落沿斜线运动沿曲线运动W1=mgΔh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2

W2=mgLcosθ=mgΔh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2微元法

W3=第10页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化.在物理学中，“mgh”是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。△hh2h1AB物体从A落到B的过程中,重力做功重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关第11页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三2、表达式：1、定义：物体所受重力mg与所处高度h的乘积叫做物体的重力势能。用Ep表示。3、单位：4、重力势能有无方向？

阅读课本，明确以下问题：Ep=mgh焦耳，符号为J无方向，是标量。重力势能第12页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三探究二、重力做功和重力势能变化的关系物体向下运动，重力做

功，重力势能

。物体向上运动，重力做

功，重力势能

。判一判：如上图，当物体向上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变化？请完成以下填空，自主回答。正减少负增加第13页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三①如果重力做正功，WG>0，则EP1>EP2，重力势能减少，重力对物体做的功等于重力势能的减少量。②如果重力做负功，WG<0，则EP1<EP2，重力势能增加，物体克服重力做的功等于重力势能的增加量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。重力做功的表达式为：探究二、重力做功和重力势能变化的关系第14页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

脑筋急转弯：

人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？向里跳到五楼的地板上。算一算：若人的质量为50kg,五楼窗台距五楼地面的高度为1m，距楼外地面的高度为16m，g=10m/s2。则：1、相对五楼地面，人的重力势能是多少？2、相对楼外地面，人的重力势能是多少?500J8000J第15页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

练一练:如图有一个质量0.5kg的小球从桌面以上高h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面的高为h2=0.8m。请按要求填写下表(g=10m/s2)。6Jh1h2AB►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同－4J10J减少10J10J0J10J减少10J►WG、△Ep与参考面的选取无关。比较、分析表格中的数据，有何特点？探究三、重力势能的相对性第16页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三想一想：重力势能跟重力做功密切相关，如果没有了重力，物体还有重力势能吗？探究4、重力势能的系统性没有！温馨提示：

严格地说，重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平常所说的“物体”的重力势能，只是一种简化的说法。第17页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三一、弹性势能发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有势能，这种势能叫做弹性势能。弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关？第18页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三1.猜想与假设与弹簧的形变量有关

?与弹簧的劲度系数有关?2.设计实验方案3.实验方法控制变量法二、弹性势能与什么有关第19页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三弹簧的弹性形变量越大，弹性势能越大。弹簧的劲度系数（硬度）越大，弹性势能越大。第20页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三弹簧的弹性势能与形变量l

和劲度系数k

有关，那么，具体的表达式是什么？第21页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

弹簧弹性势能和形变量是正比关系吗？

重力势能与高度成正比关系第22页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三弹性势能的表达式可能会是怎样的？猜想与假设你能用所学的知识初步判断上面给出的弹性势能的表达式最有可能是哪个吗？

联系重力势能，如果要证明你的“猜想”，你该怎么办？第23页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三

转化法：缓慢拉动的过程中，拉力做的功等于克服弹力所做的功，等于弹性势能的增加量

直接分析弹力做功，从而得到弹性势能与弹力的关系可行吗？怎样解决这个难题？第24页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三Δl1…Δl2ΔlnF=F弹=

kllW1=F1

Δl1W2=F2

Δl2W3=F3

Δl3……W=W1+W2+W3+……F是恒力吗？怎样计算F做的功？F这个式子怎样求和？第25页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三v0vOttv4t1t2t3t4v3v2v1v0vOttv0vOttv0vOttv0vOtt联想：匀变速直线运动的位移与速度的关系第26页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三F拉lF拉OllΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4F2F3F4F5F1

拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积！F拉

=kl对应：拉力做功与弹簧伸长的关系第27页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三F拉l三、弹簧弹性势能的表达式(1)l

为弹簧的伸长量或压缩量，k

为弹簧的劲度系数;(2)一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零;(3)弹形势能具有相对性，一般相对弹簧原长时的弹性势能;(4)弹形势能具有系统性。第28页，讲稿共31页，2023年5月2日，星期三弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加四、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系OABO

点为弹簧的原长弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做