《（教科版）物理必修二 4.3《势能》ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（教科版）物理必修二 4.3《势能》ppt课件（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、松的白雪 , 给人以恬静、美丽的感觉 . 然而雪崩爆发时 ( 如图所示 ), 会以排山倒海之势 , 摧毁沿途的一切 ,给地面上的人员和生物带来灾难 . 你知道这是为什么吗 ? 1 . 知道能量的概念 , 知道不同运动形式对应不同形式的能量 . 2 . 理解重力势能的概念 ,理解重力势能的变化和重力做功的关系 . 3 . 了解弹性势能的概念 . 重力势能 弹性势能 ( 以弹簧为例 ) 定义 物体由于位于 高处 而具有的能 物体由于发生 弹性形变 而具有的能 公式 m g h( h 为距参考面的高度 ) 2选学 ,k 为劲度系数 ,x 为弹簧形变量 ) 单位 重力 ( 弹性 ) 势能是 标量 ,
2、它的单位与功的单位相同 , 国际单位为 焦耳 , 符号为 “ J” ,1 m m= 1 N m= 1 J 正负 判断 重力势能与所选取的 参考平面( 也叫零势能面 ) 有关 . 若物体所处位置在零势能面上方 , 物体的重力势能为正 ; 若物体处在零势能面下方 , 重力势能为负 . 通常我们选取 地面 为零势能面 弹性势能与所选取的 零势能点 有关 ,若选取弹簧原长弹性势能为零 , 拉长和压缩时弹簧的弹性势能都为 正值 ,若选取弹簧发生某一形变时的弹性势能为零 , 则弹簧的形变量小于这 一形变量时的弹性势能均为 负值 重力 ( 或弹 力 )做 功与势 能关系 (1) 重力 ( 弹力 ) 做正功
3、,0, 则 , 则重力 ( 弹性 ) 势能 减少 , 重力 ( 弹力 ) 势能减少的数值 等于 重力 ( 弹力 ) 所做的功 (2) 重力 ( 弹力 ) 做负功 ,在参考平面下方 h 0 (2 ) 某一过程重力势能的变化为 p 2- , 它与参考平面的选择无关 探究一 探究二【例 1 】 金茂大厦是上海的标志性建筑之一 ,它的主体建筑为地上 101 层 ,地下 3 层 , 高 420 . 5m . 如图所示 , 距地面 341m 的第 88 层为国内迄今最高的观光层 , 环顾四周 , 极目眺望 , 上海新貌尽收眼底 ,若该层有一质量为 6 0 k g 的游客 ( g 取 1 0 m / , 求
4、 : ( 1 ) 求以地面为参考平面时游客的重力势能 ; ( 2 ) 求以第 88 层为参考平面时游客的重力势能 ; ( 3 ) 若以 420 . 5m 的楼顶为参考平面 , 该游客乘电梯从地面上升到第 88层 , 需克服重力做多少功 ? 解析 : ( 1 ) 以地面为参考平面 , 游客在第 88 层 , 相对地面的高度为 341m ,则 E m g h = 6 0 1 0 3 4 1 J 2 . 0 1 05J . ( 2 ) 若以第 88 层处为参考平面 , 游客在第 88 层 , 则相对高度为 0 , 故 E 0 . ( 3 ) 克服重力做的功与参考平面的选择无关 , 即 W = m g
5、 h = 2 . 0 105J . 答案 : ( 1 ) 2 . 0 105J ( 2 ) 0 ( 3 ) 2 . 0 105J 探究一 探究二探究一 探究二探究二 重力做功与重力势能的区别与联系 重力做功 重力势能 物理意义 重力对物体做功 由于物体位于高处而具有的一种能量 表达式 m g h m g h 影响大小 的因素 重力 初末位置的高度差 h 重力 某一位置 ( 参考面 ) 的高度 h 特点 只与初、末位置的高度差有关 , 与路径及参考平面的选择无关 与参考平面的选择有关 过程量 状态量 联系 重力做功过程是重力势能改变的过程 , 重力做正功 , 重力势能减少 , 重力做负功 , 重
6、力势能增加 . 且重力做了多少功 , 重力势能就改变多少 , 即p 1- = - 2 】 一个 100g 的球从 1 . 8m 的高处落到一个水平板上又弹回到 1 . 25 整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是 ( g 取1 0 m / ) A. 重力做功为 1 . 8J B. 重力做了 0 . 55J 的负功 C. 球的重力势能一定减少 0 . 55J D. 球的重力势能一定增加 1 . 25J 解析 : 整个过程重力对球做正功 , 其大小为W = m g h = m g ( = 0 . 55J , A 、 B 错误 ; 重力做正功 , 重力势能减少 , 且重 力做多少正功 ,
7、重力势能就减少多少 , 因此球的重力势能减少 0 . 55J , C 正确 , D 错误 . 答案 : C 探究一 探究二探究一 探究二题后反思 : 两种方法求重力做的功 : ( 1 ) 先求初末位置的高度差 , 再求出重力与此高度差的乘积即为重力做的功 . ( 2 ) 根据重力势能的变化与重力做功的关系来求重力做的功 . 1 某游客领着孩子游泰山时 , 孩子不小心将手中的皮球滑落 , 球从 A 点滚到了山脚下的 B 点 , 高度标记如图所示 , 则下列说法正确的是 ( ) A. 从 A 到 B 的曲线轨迹长度不知道 ,无法求出此过程中重力做的功 B. 从 A 到 B 过程中阻力大小不知道 ,
8、 无法 求出此过程中重力做的功 C. 从 A 到 B 重力做功 H + h ) D. 从 A 到 B 重力做功 m g H 解析 : 重力做功与物体的运动路径无关 , 只与初末状态物体的高度差有关 , 从A 到 B 的高度是 H , 故从 A 到 B 重力做功 m g H , D 正确 . 答案 : D 1 2 3 4 52 关于物体的重力势能 ,下面说法中正确的是 ( ) A. 地面上物体的重力势能一定为零 B. 离地面高的物体的重力势能一定大 C. 质量大的物体的重力势能一定大 D. 离地面有一定高度的物体的重力势能可能为零 解析 : 物体重力势能的大小与零势能面的选取有关 , 故 A 、
9、 B 、 C 错 , D 正确 . 答案 : D 1 2 3 4 53 一根 粗细均匀的长直铁棒重 600N , 平放在水平地面上 . 现将一端从地面抬高 0 . 5 0 m , 而另一端仍在地面上 , 则 ( ) A. 铁棒的重力势能增加了 300J B. 铁棒的重力势能增加了 150J C. 铁棒的重力势能增加量为 0 D. 铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关 , 所以无法确定 解析 : 铁棒的重心升高的高度 h= 0 . 25m , 铁棒增加的重力势能等于克服重力做的功 , 与参考平面选取无关 , 即 E p = m g h = 600 0 . 25J = 150J , 故 B 正确
10、 . 答案 : B 1 2 3 4 5 4 如图所示 , 小球质量为 m , 大小不计 , 右边圆轨道半径为 R , 小球从 h= 3 R 处沿斜轨滑下后 , 又沿圆轨道滑到最高点 P 处 , 在这一过程中 , 重力对小球所做的功为 , 小球重力势能减少了 . 解析 : 求重力对小球做的功 , 直接确定小球在竖直方向上的高度差 , 重力做正功 m g R , 则重力势能就减小 m g R . 答案 : m g R m g R 1 2 3 4 55 如图所示 , 在水平地面上平铺 n 块砖 , 每块砖的质量为 m , 厚度为 h. 如将砖一块一块地叠放起来 , 至少需要做多少功 ? 解析 : 对 n 块砖整体研究 , 从它们平铺在地面上到一块一块叠放起来 , 外力所做的功至少等于砖块所增加的重力势能 n m g (12 - n m g (12h ) =12n ( n - 1 ) m g h . 答案 :12n ( n - 1 ) m g h 1 2 3 4 5
