8.2 重力势能 课件 高一下学期物理人教版（2019）必修二册

第八章机械能守恒定律8.2

重力势能为何一个鸡蛋有如此威力？一口大缸放在你脚边，和把它高高的悬挂在你的头顶上，你有何感觉？一个物体具有做功的本领，就具有能量重力势能：物体由于被举高而具有的能量。相互作用的物体凭借其位置而具有的能，叫做势能。请同学们用课本做如下实验，体会物体的重力势能与什么因素有关？(1)同一课本从不同高度下落到自己手上(2)不同质量的课本从同一高度下落到自己手上与质量有关：质量越大，重力势能越大。与高度有关：位置越高，重力势能越大。怎样定量的描述重力势能呢?当人向上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变化？(1)人向下运动，重力做

功，重力势能

。(2)人向上运动，重力做

功，重力势能

。正减少负增加功是能量转化的量度，重力做功时，重力势能发生了变化。

质量为m的小球从离地面高为h1的A位置运动到离地高度为h2的B位置，求三种情况下重力做的功。（1）WG＝mgh=mgh1－mgh2（2）WG＝mglcosθ＝mgh＝mgh1－mgh2（3）WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋

···＝mg(Δh1＋Δh2＋

···)＝mgh＝mgh1－mgh2一、重力做的功重力做功与运动路径无关，只与初末位置有关“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。一方面mgh与重力做功密切相关，另一方面它随高度和质量的变化而变化．恰与势能的基本特征一致。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，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同．1.重力做功的特点：2.重力做功的表达式：WG

=mgh1－mgh2一、重力做的功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。4.重力势能是标量。2.公式：Ep=mgh3.单位：焦耳，符号为Jhm5.重力势能的变化:ΔEp=mgh末-mgh初二、重力势能h是物体相对参考面的高度重力做功与重力势能的关系重力做功的表达式为：表示物体在初位置的重力势能表示物体在末位置的重力势能末态的重力势能初态的重力势能重力势能的变化量重力做正功，重力势能减少重力做负功，重力势能增加重力做了多少功，重力势能就变化多少质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的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变化桌面地面6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB►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与参考面的选择无关三、重力势能的相对性hhhAhhhAhhhABBBEPB=-3mghEPA=2mghEPB=-2mghEPA=0EPA=-mghEPB=0处在参考平面的物体的重力势能为0，参考平面上方的物体的重力势能是正数，参考平面下方的物体的重力势能是负数，正负表示大小重力势能的变化△Ep＝EPB－EPA＝-2mgh，与参考面的选取无关为了比较势能的大小，应选同一个参考平面

重力势能属于物体和地球组成的系统

.重力势能的系统性重力势能是我自己的！这种说法对不对？物体重力势能与重力有关，而重力是地球与物体间的相互作用力，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的“系统”所共有的。平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。

关于重力势能，下列说法正确的是（）A．只有在重力做功的过程中，物体才有重力势能B．重力做功引起物体重力势能发生变化C．重力势能有正负，是矢量D．选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是相同的课堂练习B物体在匀速运动过程中，克服重力做功为50J，则()A重力做功为50JB物体的重力势能一定增加了50JC重力做了50J的负功D物体的重力势能一定减少了50JBC课堂练习观察以下这几张图中的物体有什么共同点拉力器弓箭弦撑杆弹弓弦观察与思考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，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。弹性势能的大小与形变量有关弹性势能的大小与劲度系数有关三、弹性势能弹力做功和弹性势能的变化重力做功弹力势能的变化重力势能的变化弹力做功重力做正功，重力势能减小重力做负功，重力势能增加弹力做正功，弹性势能减小WF弹=-△EP

类比F拉lFWG=-△EP

弹力做负功，弹性势能增加F拉xF拉0

xlF拉

=kxF2F3F4F5F1Δx1Δx2Δx3Δx4用外力缓慢拉弹簧时：F拉=kx拉力做正功，弹力做负功，二者大小相等即：W弹＝－W拉=若取弹簧自然长度时为弹簧零势能，则有：弹簧弹力做功EP＝kΔl2/2k为弹簧的劲度系数Δl为弹簧的伸长或缩短量弹性势能EP单位为焦耳，符号J。EP为标量。WF＝EP1－EP2弹力做的功初态的弹性势能末态的弹性势能三、弹性势能思考1.重力势能有相对性，弹性势能也有相对性吗?一般规定弹簧处于原长时的弹性势能为0。弹性势能具有相对性，一般指相对于弹簧原长时的弹性势能。EP＝kΔl2/2一般取正值。2.重力势能具有系统性，为物体和地球所共有。那么弹性势能呢？弹性势能也具有系统性，为整个物体各部分间共有。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