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1、落锤打桩机,重力的世界,打桩机以蒸汽或压缩空气为动力将 钢质锤头 提升,而后任其沿导杆下落而打桩。,重力大,一定高度,钢质锤头,提升,1981年4月12日,数百万吨雪从阿拉斯加的三佛火山顶部极快速度滑下, “白色死神”将沿途13km地区全部摧毁。,重力的世界,高处,重力大,数百万吨,山顶部,两种情况的共同特点:, 重力大, 高度高,初中:物体由于被举高 而具有重力势能。,高中:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能。,一个分支,被举高、位置 (表现为位移),重力做功,物体受到重力,举高,势能,重力势能,相互作用,位置,思考:,重力势能的大小与物体质量的大小和所处位置的高低有什么关系?,重力
2、势能的大小与重力对物体做功有什么关系?,当铁球质量一定时,释放点越高,铁球落入沙子中越深。,沙子,注意观察和思考:,当释放高度一定,铁球质量越大,铁球落入沙子中越深。,沙子,注意观察和思考:,物体的质量越大,高度越大,重力势能就越大。,结论:,WG=mgh=mgh1-mgh2,物体竖直向下运动,高度从h1降为h2,WG=mgsinl=mgh=mgh1-mgh2,WG=mgh1+mgh2+mgh3+,=mgh=mgh1-mgh2,重力做的功,物体沿光滑斜面向下运动,高度从h1降为h2,物体沿任意路径向下运动,高度从h1降为h2,物体先竖直向下运动到C,再从C水平运动到B,高度从h1降为h2,WG
3、=mgh+0=mgh1-mgh2,物体运动时,重力对它做的功跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关,“mgh”与重力做功有着密切的关系,“mgh”随着高度的变化而变化,与势能的基本特征一致,把mgh叫做物体的重力势能,,单位:1J=1Nm,小结,EP=mgh,WGmgh1mgh2,WGEP1EP2,初态的重力势能,末态的重力势能,重力做的功,重力势能与重力做功的关系,什么情况下,重力势能增加?,讨论,什么情况下,重力势能减小?,重力做功和重力势能变化的关系,WGEP1EP2,由高处向低处:,由低处向高处:,重力做正功,重力势能减小。,重力做负功,重力势能增大。,1、当物体由高处运动
4、到低处时重力做正功,即 WG0,一个物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点,则下列说法中正确的是( ) A、沿AB面重力做功多 B、沿两个面重力做的功相同 C、沿AB面重力势能减少多 D、沿两个面减少的重力势能相同,针对练习:,2、当物体由低处运动到高处时,重力做负功,即 WG0,小结,Ep1Ep2 表示重力做正功时,重力势能减少,减少重力势能等于重力所做的功。,Ep1Ep2表示物体克服重力做功时(重力做负功)重力势能增加,增加的重力势能等于克服重力所做的功。,BD,重力势能的表达式: EPmgh,高度h是一个相对于某个基面而言的。,需要引入参考平面,在参考平面上高
5、度为0,也称零势能面,例题:小球质量10kg,从桌面(离地高h2=1m)以上h1=2m的A点下落到地面的B点,(g=10m/s2)填表:,200J,300J,-100J,0J,300J,300J,300J,300J,选择不同的参考平面,物体的重力势能不同,相对性,重力做功和势能的变化与参考平面的选择无关,绝对性,重力势能有正负,表示大小。,重力势能是物体与地球组成的系统所共有的,标量,系统性,重力势能特性,对选定的参考平面而言, 在参考平面上方的物体,高度是正值,重力势能也是正值;在参考平面下方的物体,高度是负值,重力势能也是负值.,物体具有负的重力势能,表示物体在该位置具有的重力势能比在参考
6、平面上具有的重力势能要少.,参考平面的选取是任意的,通常选取地面作为参考平面(零势面),小 结,WGmgh,EP=mgh,与路径无关,只与起点和终点的高度差有关,重力做正功,重力势能减少,相对性、绝对性、标量、系统性,一、重力做功的特点:,二、重力势能表达式:,三、重力做功与重力势能变化的关系,四、重力势能特性:,WGEP(EP重力势能增量),重力做负功,重力势能增加,练习1,ABD,关于重力做功和物体的重力势能,下列说法正确的是:,A、当重力对物体做正功时,物体的重力势能一定减少,B、物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加,C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值,D、重力做功的
7、多少与参考平面的选取无关,B D,练习2,D、重力做了50J的负功,C、物体的重力势能为50J,B、物体的重力势能一定增加了50J,A、重力做功为50J,物体在运动过程中,克服重力做功为50J,则:,练习3,用定滑轮从井中向上提水,已知一桶水的重量为200N,以地面为参考平面,,(1)当水桶在井下5m 深处时,水的重力势能为多少?,(2)将水桶提到离地面0.8m高处时,水的重力势能为多少?,(3)在这个过程中,水的重力对水做的功为多少?,解:,(1),以地面为参考平面,地面以上的重力势能为正; 地面以下的重力势能为负,EP1=-mgh1=-1000J,(2),EP2=-mgh2=160J,(3
8、),WG=EP2- EP1=- 1600J,注意:,重力做功等于重力势能的变化,,即 重力做功WG = 末势能EP2 - 初势能EP1,练习4,起重机以 的加速度将质量为m的物体均匀减速的沿竖直方向提升高度h,则,(1)起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?,(2)物体克服重力做功为多少?,(3)合力做功为多少?,(4)物体的重力势能变化了多少?,解:,物体受力如图所示,根据牛顿第二定律:,F-mg = ma,F = 0.75g,(1) 拉力做功:WF = mgh = 0.75mgh,(2) 重力做功:WG = -mgh,(3) 合力做功: W合 =WF-FG = -0.25mgh,(4) EP=-WGmgh,物体克服重力做功:,注意: WG=EP1-EP2= -EP,重力势能,小结、课堂练习,