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1、习题、一个质量是1.0kg的物体，从地面上方30m高处开始做自由落体运动。（g取10m/s2) （1）前2s内重力对物体做功的功率是多大？ （2）第2s末重力对物体做功的功率是多大？,100W,200W,解:已知m=1.0kg g= 10m/s2 (1)h1=1/2gt2=20m,WG=FS=mgh1=200J, 所以:前2S内重力对物体做功的功率为: P=WG/t=100W (2)第2S末的速度Vt=gt=20m/s 公式P=FV可知: P=FV=mgVt=200W,引入,蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩爆发时，以排山倒海之势，摧毁沿途一切，给人类、自然界带来灾难！,2002年月
2、日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。,雪崩,2,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3050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2000万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。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,这是因为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 在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的
3、能量叫重力势能 那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢?本节课我们就来学习这个问题,教学目标,（1）认识重力做功与路径无关的特点； （2）理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算； （3）理解重力势能的变化和重力做功的关系； （4）知道重力势能的相对性和系统性。,做功,请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功,分析,第一种情况,重力做的功：,WGmgh=mgh1mgh2,分析,第二种情况,重力做的功：,WG mglcos mgh mgh1mgh2,分析,第三种情况,重力做的功：,WGmgh1mgh2 mg(h1 h2 ) mgh mgh1mgh2,结论,通过分析我们知道重力做功的
4、特点,1、重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，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,2、“ mgh”是一个具有特殊意义的物理量。 这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一 方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化恰与势能的基本特征一致。,重力势能,我们把物理量mgh叫做物体的重力势能,物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积,Ep=mgh,说明：重力势能是标量 单位：焦耳，1J=1kgms-2m=1Nm,关系,重力势能和重力做功的表达式非常相似，它们之间的关系是什么呢 ？,WG=
5、Ep1-Ep2,当物体受到的重力做正功时，物体重力势能减少； 当物体克服重力做功时，物体重力势能增加，所以说重力势能的变化量和重力做功之间的关系应该是互为相反数,练习,塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？(g=10m/s-2),分析：重力做功为： WG=mg(h1-h2)=14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J 重力势能减少了14000J,请同学们完成,重力做正功重力势能减少,练习,塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高度匀速
6、运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速上升呢？(g=10m/s-2),分析：重力做功为： WG=mg(h1-h2)=14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J 重力势能增加了14000J,请同学们完成,重力做负功重力势能增加,当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况 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?为什么? 不行，摩擦力做功与路径有关。,重力势能的相对性,高度h是相对于谁的呢？,重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫参考平面 参考平面选取不同，重力势能的数值就不同可见，
7、重力势能具有相对性选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同,重力势能的正负表示大小,说明,对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值； 下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。,重力势能：3J 5J,例题、如图，质量m = 0.5kg的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到地面上的
8、B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m请按要求填写下表(g=10m/s),总结：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，重力做功和重力势能变化与参考面的选择无关。,总结,我们已经体会到：,1、重力做正功重力势能减少，而且重力做了多少功，重力势能就减少了多少。,2、重力做负功重力势能增加，而且克服重力做了多少功，重力势能就增加多少。,体会“功是能量转化的量度”,即重力势能的变化唯一有重力做功引起,3.重力势能是相对的，重力势能的变化时绝对的.,重力势能的系统性,那么重力势能是谁具有的呢?,重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。
9、,不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的,练习,一质量均匀分布的链条长1米,重30牛,放在水平地面上,现慢慢提起链条的一端,使另一端刚好离开地面. 问: 这个过程中,链条的重力做了多少功? 链条的重力势能如何变化?,练习.甲、乙两个质点位于同一水平面上，甲的质量大于乙的质量，下列说法正确的是（ ）,A：甲的重力势能一定大于乙的重力势能 B：甲的重力势能可能等于乙的重力势能 C：甲的重力势能可能大于乙的重力势能 D：甲的重力势能可能小于乙的重力势能,BCD,练习.质量相等的实心铁球甲、木球乙位于
10、同一水平面上，下列说法正确的是（ ）,A：甲的重力势能一定大于乙的重力势能 B：甲的重力势能一定小于乙的重力势能 C：甲的重力势能一定等于乙的重力势能 D：甲的重力势能可能等于乙的重力势能,B,A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功 B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等 D相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势 能，但并不影响研究有关重力势能,练习,1、关于重力势能的几种理解，正确的是 ( ),D,如图:A物体离一楼的地面高为2m,B物体在底楼的地面上,一楼地面与底楼地面之间的高度为3m. (A,B物体质量均为1kg.)
11、 若,选取底楼作为参考平面,计算A,B的重力势能. 若选取一楼作为参考平面,计算A,B的重力势能.,A重力做功只跟物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关 B重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关 C重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负 D重力势能的变化量等于重力对物体做的功,2下列关于重力势能的说法，正确的是 ( ),练习,AB,一、重力做功：与起点和终点的位置有关与物体的路径无关 二、重力势能：物体的重力势能等于它所受的重力和所处高度的乘积 三、重力势能的相对性 重力势能与参考平面的选取有关但重力势能的变化量与参考平面的选取无关 四、重力势能的系统
12、性 势能是物体和地球所共有的,小结,补充习题,1、井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体，则该物体的重力势能为（ ） A、 100J B、700J C、100J D、不能确定,C,2、如图，质量为m均匀铁链长为L，平放在距地面高h2L的水平桌面上，其中1/5悬垂于桌边。从静止开始释放，当铁链全部离开桌面，重力做功多少？,3、如图，容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞，活塞下面是水。A、B管面积均为S，大气压恒定。A、B底部由带阀门K的管道相连，原先A中水面高位h1，B中水面高为h2，打开阀门K，最后A、B水面一样高，则 （1）大气压对水是否做功？（2）水的重力是否做功？ （3）设水的密度为0，重力做功为多少？,4、如图所示，劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2连接，劲度系数为k2的轻弹簧上端与物块相连，下端压在桌面上（不连接）。整个系统处于平衡状态，现施力将物块1缓慢的竖直向上提，直到下面那个弹簧下端刚脱离桌面。在此过程中，求物块1、2增加的重力势能。 m1,k2,k1,m2,谢谢指导,五、如何理解重力势能是物体与地球这个“系统”所共有的,总结：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。,？,
