7.4重力势能-(人教版必修2)省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

4重力势能第1页教学目标1、了解重力势能概念，会用重力势能定义进行计算。2、了解重力势能改变和重力做功关系，知道重力做功与路径无关。3、知道重力势能相对性。第2页

蓬松白雪，给人以恬静、漂亮感觉。然而雪崩暴发时，以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自然界带来灾难！引入雪崩９月２１日早晨，俄罗斯高加索北奥塞梯地域一个村庄发生雪崩，造成最少１００人失踪。

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陨石坑美国内华达州亚利桑那

美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为30～50米铁质流星撞击地面结果。这颗流星重约50万千克、速度到达20千米／秒，爆炸力相当于万千克TNT，超出美国轰炸日本广岛那颗原子弹一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米大坑。听说，坑中能够安放下20个足球场，四面看台则能容纳200多万观众。

第4页物体一旦处于一定高度时，就含有了一定能量。而当它从所处高处落下时，这些能量就会以做功方式释放出来在初中我们已经学过：物体因为被举高而含有能量叫重力势能．

那么重力势能大小与什么相关，又怎样定量表示呢?本节课我们就来学习这个问题．第5页一、重力做的功

设一个物体质量为m.请同学们分别计算以下三种情况重力所做功第6页分析第一个情况重力做功：WG＝mgh=mgh1－mgh2第7页分析第二种情况重力做功：WG＝mglcosθ＝mgh=mgh1－mgh2第8页分析第三种情况重力做功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋

···＝mg(Δh1＋Δh2＋

···)＝mgh=mgh1－mgh2第9页一、重力做的功

设一个物体质量为m.请同学们分别计算以下三种情况重力所做功第10页结论经过分析我们知道重力做功特点1、重力做功特点是与运动详细路径无关，只与初末状态物体高度差相关，即WG=mgΔh不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态高度差相同，重力做功就相同．2、“mgh”是一个含有特殊意义物理量。一方面与重力做功亲密相关，另首先它随高度改变而改变．恰与势能基本特征一致。WG=mgh1-mgh2我们把物理量mgh叫做物体重力势能．

第11页二、重力势能1、定义：物体重力势能等于它所受重力与所处高度乘积．说明：重力势能是标量,状态量．单位：焦耳，1J=1kg·m·s-2·m=1N·m重力势能改变：ΔEP=mgh2-mgh1

Ep=mgh

m—物体质量，单位：千克（kg）Ep—物体重力势能，单位：焦（J）g—重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）h—物体高度，单位：米（m）第12页2、重力势能和重力做功关系

WG=mgh1-mgh2

=Ep1-Ep2

=－ΔEpEP1=mgh1表示初位置重力势能EP2=mgh2表示末位置重力势能WG>0EP1>EP2重力做正功重力势能减小WG<0EP1<EP2重力做负功重力势能增加第13页WG=Ep1-Ep2

重力做功WG(正、负）重力势能EP（增加、降低）重力做功和重力势能改变关系物体上升物体下降正负降低增加重力做功等于重力势能降低物体克服重力做功等于重力势能增加14第14页3、重力势能的相对性高度h是相对于谁呢？选取不一样参考平面，重力势能数值不一样（相对性）。通常选择地面为参考平面。

重力势能总是相对于某个水平面来说，这个水平面叫参考平面．在参考平面上，物体重力势能取做0.说明对选定参考平面而言，上方物体高度是正值，重力势能也是正值；下方物体高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置含有重力势能比在参考平面上含有重力势能少。重力势能正负表示大小重力势能：－3J＞－5J第15页h1h2AB例：如图，质量0.5kg小球，从桌面以上h1=1.2mA点落到地面B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)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改变桌面地面6J-4J10J010J10J降低10J降低10J►选取不一样参考平面,物体重力势能数值不一样►对一个确定过程，WG和△EP与参考面选择无关第16页当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功实际情况．当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢?为何?不行，摩擦力做功与路径相关。第17页五、怎样了解重力势能是物体与地球这个“系统”所共有

总结：物体重力势能与重力相关，而重力是地球与物体间相互作用力，若离开了地球，就谈不上重力，所以，重力势能是物体与地球所组成“系统”所共有。重力势能是我自己！孩子，是咱们俩的！？第18页

一、重力做功：与起点和终点位置相关．与物体路径无关．二、重力势能：物体重力势能等于它所受重力和所处高度乘积．三、重力势能相对性重力势能与参考平面选取相关．但重力势能改变量与参考平面选取无关．四、重力势能系统性势能是物体和地球所共有．

小结第19页课堂练习1、沿着高度相同，坡度不一样，粗糙程度也不一样斜面将同一物体分别从低端拉到顶端，以下说法正确是（）A、沿坡度小斜面运动时物体克服重力做功多B、沿坡度大，粗糙程度大斜面运动物体克服重力做功多C、沿坡度小，粗糙程度大斜面运动物体克服重力做功多D、不论沿什么样斜面运动，物体克服重力做功相同，物体增加重力势能也相同。D第20页2、关于重力做功和物体重力势能，以下说法正确是：A、当重力对物体做正功时，物体重力势能一定降低；B、物体克服重力做功时，物体重力势能一定增加；C、地球上物体重力势能都只有一个唯一确定值；D、重力做功多少与参考平面选取无关。

ABD第21页3．一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，以下结论中正确是A．铁球重力势能大于木球重力势能B．铁球重力势能小于木球重力势能C．铁球重力势能等于木球重力势能D．上述三种情况都有可能B第22页4、一质量为5kg小球从5m高处下落,碰撞地面后弹起,每次弹起高度比下落高度低1m,求:小球从下落到停在地面过程中重力一共做了多少功?重力势能怎么变？(g=9.8m/s2)解:小球下落高度为5mJJ重力做功与路径无关第23页5、如图所表示，有一段长1.8m，质量为2.4kg链条，放在高1.0m水平桌面上，有吊在桌面边缘，以地面为零势能参考平面，计算链条重力势能.（g取9.8m/s2）

解析：因为链条不在同一水平面内，计算重力势能要将链条分为两段：2/3在桌面上，其重力势能为：Ep1=m1gh1=×2.4×10×1.0J=16J

1/3吊在桌边，其重心高度h2=1.0-0.3m=0.7m，则Ep2=m2gh2=×2.4×10×0.7J=5.6J，所以Ep=16+5.6J=21.6J.第24页解析：设链子两端分别为甲、乙，链子重心距甲端xm，距乙端ym，则x+y=1m提甲端，重心需提升ym，W甲=mgy=10J提乙端，重心需提升x