重力势能（课件）高一物理讲练课堂（人教版2019）

主讲老师：陈庆威第八章：第2节重力势能高中物理必修第二册课件目录CONTENT高中物理必修第二册课件重力做的功重力势能重力势能的相对性弹性势能拒绝高空抛物，你行动了吗？01.高中物理必修第二册课件问题与思考02.高中物理必修第二册课件水力发电站为什么要修建很高的大坝？为何要拒绝高空抛物？问题与思考03.高中物理必修第二册课件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？重力做的功第一部分感受重力势能01.高中物理必修第二册课件2.一个10kg的铅球从10cm落下和从手10m处落下，会有什么不同?猜想:重力势能的大小可能与哪些因素有关呢?1.在天花板上,用细线悬挂一个乒乓球,你会有何感觉？高度不变，若用这根线悬挂的是10kg的铅球呢?物体的重量G物体的高度h情景分析102.高中物理必修第二册课件物体竖直下落（A到B）AhBh1h2WG=mgh=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2

高中物理必修第二册课件AChθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh

=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2物体沿斜线运动（

A到C）情景分析203.高中物理必修第二册课件物体沿曲线运动（A到C）A△h1θlΔh1Δh2Δh3AChh1h2情景分析3——拓展学习04.重力做功的特点05.高中物理必修第二册课件三种情形重力做的功均为WG＝mgh=mgh1－mgh2分析表明，物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积mgh1与跟终点高度的乘积mgh2两者之差。问题与思考06.高中物理必修第二册课件

从上面的分析可知，只要起点和终点的位置不变，不论物体沿什么路径运动，重力做的功都相同。重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关。

看起来,物体所受的重力mg与它所处的位置的高度h的乘积

mgh一定具有特殊的意义。重力势能第二部分重力势能的提出01.高中物理必修第二册课件

mgh的特殊意义在于它一方面与重力做的功密切相关、另一方面它随着高度的增加而增加、随着质量的增加而增加，恰与前述重力势能的特征一致。因此、我们把mgh叫作物体的重力势能(gravitationalpotentialenergy)，常用Ep表示,即Ep=mgh重力势能02.高中物理必修第二册课件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。重力做功与重力势能的关系03.高中物理必修第二册课件1.当物体由高处向低处运动时：重力做正功，即WG＞０，EP初＞EP末

重力势能减小，且减少的重力势能等于重力做的正功。2.当物体由低处向高处运动时：重力做负功，即WG＜０，EP初＜EP末

重力势能增大,且增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。重力做功对应着重力势能的变化WG＝EP初－EP末=－△Ep

WG＝mgh=mgh1－mgh2重力势能的相对性第三部分重力势能的相对性01.高中物理必修第二册课件1.参考平面：人为选定的高度定为零水平面。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。高中物理必修第二册课件2.重力势能是标量，但有正负，且正负表示大小。（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；重力势能的相对性02.重力势能的系统性03.高中物理必修第二册课件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。物体说：重力势能是我自己的！地球说：朋友这是咱们俩的！高中物理必修第二册课件参考平面小球在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-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与参考平面的选择无关。△Ep的绝对性重力势能差值的绝对性04.已知：m=0.5kg,h1=1.2m,h2=0.8m弹性势能第四部分高中物理必修第二册课件弹性势能01.发生弹性形变的物体各部分之间，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（elasticpotentialenerge)。高中物理必修第二册课件平均力法求弹力做功02.因拉力F与形变量l成正比，故拉力的平均值为：平均拉力对这段位移做的功：F拉lF=

kl高中物理必修第二册课件微元法求弹力做功03.lΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4把弹簧从A到B的过程分成很多小段：Δl1、Δl2、Δl3…

F拉在各小段上，拉力做的功分别是：F1Δl1、F2Δl2、F3Δl3…拉力在全过程中所做的功为：W拉＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…怎样计算这个求和公式在各个小段上，弹力可近似认为是不变的：F1、F2、F3…

高中物理必修第二册课件F拉lΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4F2F3F4F5F1拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积W拉＝

kl

212微元法与图像法结合04.F拉

=

kl高中物理必修第二册课件弹簧弹性势能与弹力做功的关系05.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。高中物理必修第二册课件推导弹性势能的表达式06.可见弹簧的弹性势能表达式为：l为弹簧的形变量k为弹簧的劲度系数lΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4F拉F弹WF拉＝

kl

212EP1=0，WF弹＝-WF拉=EP1－EP2高中物理必修第二册课件弹性势能和体育07.总结提升第五部分高中物理必修第二册课件课堂小结重力做功重力势能弹性势能与路径无关，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弹性势能：WF弹＝EP1－EP2＝-△EP高中物理必修第二册课件例题1例题精选01.【参考答案】C

高中物理必修第二册课件例题2例题精选02.【参考答案】ABD（多选）如图所示，在一次“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的整个过程中，下列说法正确的是（）A．重力对人做正功

B．人的重力势能减小C．橡皮绳对人做正功

D．橡皮绳的弹性势能增加高中物理必修第二册课件例题3例题精选03.【参考答案】B如图所示，质量为m的苹果，从树上高h1处先落到地面，又滚到深h2的沟底停下。以地面为零势能面，重力加速度为g，则该苹果在全过程中重力做功及在沟底的重力势能分别是（）A．mg（h1