重力势能课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章

第2节重力势能010203目录重力势能弹性势能重力做的功04总结提升教学目标1.通过不同路径重力做功的分析，归纳出重力做功与路径无关的特点（重点）2.理解重力势能的表达式。通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系（难点）3.知道重力势能的大小与参考平面的选取有关，及重力势能具有相对性，但重力势能的变化量与参考平面选取无关（难点）4.了解弹性势能的决定因素当山坡积雪内部的内聚力抗拒不了它所受到的重力拉引时，便向下滑动，引起大量雪体崩塌的自然现象叫雪崩。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米的流星撞击地面的结果。这颗铁质流星重约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克TNT，据说，坑中可以安放下20个足球场。美国内华达州亚利桑那陨石坑问题与思考为什么雪崩能造成很大的危害？为什么陨石能撞击出很大的坑？为何要拒绝高空抛物？水力发电站为什么要修建很高的大坝？第一部分：重力做的功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？问题与思考第一部分：重力做的功WG=mg∆h=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2WG=mgLcosθ=mg∆h

=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…＝mgΔh＝mgh1－mgh2重力做功特点:

分析表明重力做功只跟它的起点和终点的位置的高度差有关，而跟物体运动的路径无关。WG

=mgh1－mgh2“mgh”具有特殊的意义它与重力做功有关，又与重力势能的基本特征一致物理学上把mgh叫做重力势能第一部分：重力做的功随高度的增加而增加随质量的增加而增加第二部分：重力势能1.概念：物体由于被举高而具有的能叫重力势能。3.国际单位：焦耳(J)1kg·m/s2·m=1N·m=1J2.大小：Ep=mgh4.重力势能是标量，状态量。基本知识重力做功与重力势能的关系1.当物体由高处向低处运动时：重力做

功，重力势能

。2.当物体由低处向高处运动时：重力做

功，重力势能

。正减少负增加初态的重力势能末态的重力势能高度重力势能的变化量第二部分：重力势能重力势能的性质相对性系统性1.参考平面：人为选定的高度定为零水平面。2.重力势能是标量，但有正负，且正负表示大小。地球说：朋友这是咱们俩的！物体说：重力势能是我自己的！物体重力势能与重力做功密切相关，而重力是地球与物体间的相互作用力，若离开了地球或物体，就谈不上重力，所以，重力势能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。平常只说物体具有的重力势能，是一种简化的说法。绝对性h1h2AB△Ep的绝对性选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同,对一个确定的过程，WG和△EP与参考平面的选择无关。参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化量桌面地面

6J10J

-4J010J10J-10J-10J说明：（1）在参考平面上，物体的重力势能为零(又称零势能面)。（2）重力势能具有相对性，计算时必须事先选定参考平面。（3）参考平面的选取是任意的，视问题处理方便为原则；通常选择地面或最低点为参考平面。（1）若物体在参考面，h=0故Ep=0（2）若物体在参考面上方，则h＞0为正值，Ep也是正值；（3）若物体在参考面下方，则h＜0为负值，Ep也是负值；桌面光滑，在O点时弹簧处于原长，物块由A处静止释放问题1：物体由A向O运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？问题2：物体由O向A′运动的过程中，弹力做什么功？弹性势能如何变化？问题3：在A、A′处弹性势能有什么关系？生活中有许多这样的例子，这些物体都发生了弹性形变，物体的各部分之间由于有弹力的相互作用，而具有势能，这种势能就叫作弹性势能。第三部分：弹性势能定义弹力做功与弹性势能的关系物块-弹簧模型做正功，弹性势能减小做负功，弹性势能增加弹性势能相等【总结】弹力做功与弹性势能的关系：弹性势能的变化只与弹力做功有关，弹力做负功，弹性势能增大，反之则减小。WF弹＝EP1－EP2＝

-△EP弹力做的功初态的弹性势能末态的弹性势能关系：弹力做功是弹性势能变化的量度。因弹力F与形变量l成正比，故弹力的平均值为：克服平均弹力对这段位移做的功：弹性势能表达式推导第三部分：弹性势能平均力法图像法F弹l胡克定律：F=klFxOFl图线与横轴所围面积表示力F所做的功，即：课堂小结重力做功重力势能重力势能的性质与路径无关，只与起点和终点的竖直高度差有关WG=EP初

-

EP末1.重力势能是相对的,正负表示大小,重力势能的变化是绝对的。2.重力势能是地球与物体组成“系统”所共有的。

Ep=mgh第四部分：总结提升弹力做功弹性势能弹性势能