《（新课标）2018-2019学年高考物理 2.4 重力势能课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（新课标）2018-2019学年高考物理 2.4 重力势能课件.ppt（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2.4重力重力势能能学习目标学习目标核心凝炼核心凝炼1.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。进行计算。1个概念个概念重力势能重力势能1个关系个关系重力做功与重力做功与重力势能变化的关系重力势能变化的关系2.理解重力势能的变化和重力做功的关系，知理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。道重力做功与路径无关。3.知道重力势能的相对性。知道重力势能的相对性。一、重力做的功一、重力做的功观图助学观图助学(1)瀑布中的水落下的过程中重力做什么功？怎样计算重力做的功？瀑布中的水落下的过程中重力做什么功？怎样计算重力做的功？(2)货物被起
2、重机吊起的过程中重力做什么功？怎样计算重力做的功？货物被起重机吊起的过程中重力做什么功？怎样计算重力做的功？1.做做功功表表达达式式：WGmghmgh1mgh2，式式中中h指指初初位位置置与与末末位位置置的的_；h1、h2分别指分别指_ 、 _的高度。的高度。2.做功的正负做功的正负：物体下降时重力做：物体下降时重力做_功；物体被举高时重力做功；物体被举高时重力做_功。功。3.做做功功的的特特点点：物物体体运运动动时时，重重力力对对它它做做的的功功只只跟跟它它的的_的的位位置置有有关关，而跟物体运动的而跟物体运动的_无关。无关。高度差高度差初位置初位置末位置末位置正正负负起点和终点起点和终点路
3、径路径理解概念理解概念判断下列说法是否正确。判断下列说法是否正确。(1)瀑布中的水落下的过程中重力做正功。瀑布中的水落下的过程中重力做正功。( )(2)货物被起重机吊起的过程中重力做正功。货物被起重机吊起的过程中重力做正功。( )(3)重力做功与位移有关。重力做功与位移有关。( )二、重力势能二、重力势能1.定义定义：物体所受重力与所处高度的乘积。：物体所受重力与所处高度的乘积。2.表达式：表达式：Ep_。3.标矢性标矢性：重力势能是：重力势能是_，只有大小，没有方向。，只有大小，没有方向。4.单位：单位：_，符号：，符号：J。5.重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系(1)
4、表达式：表达式：WG_Ep。(2)两种情况两种情况mgh当物体从高处运动到低处时，重力做当物体从高处运动到低处时，重力做_，重力势能，重力势能_，即，即WG0，Ep1Ep2。当当物物体体由由低低处处运运动动到到高高处处时时，重重力力做做_，重重力力势势能能_ ，即即WG0，Ep1Ep2。重力做负功也可以说成物体重力做负功也可以说成物体_。标量标量焦耳焦耳Ep1Ep2正功正功减少减少负功负功增加增加克服重力做功克服重力做功三、重力势能的相对性和系统性三、重力势能的相对性和系统性1.重力势能的相对性重力势能的相对性(1)参参考考平平面面：物物体体的的重重力力势势能能总总是是相相对对于于某某一一_来
5、来说说的的，这这个个_叫叫做做参考平面。在参考平面上，物体的重力势能取做参考平面。在参考平面上，物体的重力势能取做_。(2)重力势能的相对性重力势能的相对性选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是_的。的。对对选选定定的的参参考考平平面面，上上方方物物体体的的重重力力势势能能是是_值值，下下方方物物体体的的重重力力势势能能是是_值值，负负号号表表示示物物体体在在这这个个位位置置具具有有的的重重力力势势能能要要比比在在参参考考平平面面上上具具有有的的重重力力势势能能_。2.重力势能的系统性重力势能的系统性重力势能是重力势能是_与与_所组成的系统共有的。所组
6、成的系统共有的。水平面水平面水平面水平面0不同不同正正负负小小地球地球物体物体理解概念理解概念判断下列说法是否正确。判断下列说法是否正确。(1)同一物体在不同高度时，重力势能不同。同一物体在不同高度时，重力势能不同。( )(2)不同物体在同一高度，重力势能一定不同。不同物体在同一高度，重力势能一定不同。( )(3)同一物体的重力势能同一物体的重力势能Ep12 J，Ep23 J，则，则Ep1Ep2。( )(4)重力做功重力做功WG20 J时，物体的重力势能减小时，物体的重力势能减小20 J。( )观察探究观察探究 如图如图1所示，将质量为所示，将质量为m的物块从的物块从A移到移到B可以有如下方式
7、：可以有如下方式：方式方式1：沿着折线：沿着折线AOB路径路径移动。移动。方式方式2：沿着直线：沿着直线AB路径路径移动。移动。方式方式3：沿着曲线：沿着曲线ACB路径路径移动。移动。(1)沿着上述三条路径移动物块，重力做的功分别是多少？沿着上述三条路径移动物块，重力做的功分别是多少？(2)结合上面的讨论，分析重力做功有什么特点。结合上面的讨论，分析重力做功有什么特点。对重力做功的理解对重力做功的理解探究归纳探究归纳1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受其他力及运动状态均无关。重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受其他力及运动状态均无关。2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力
8、做负功。物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功。3.在在一一些些往往复复运运动动或或多多个个运运动动过过程程的的复复杂杂问问题题中中求求重重力力做做功功时时，利利用用重重力力做做功功的的特特点点，可以省去大量中间过程，一步求解。可以省去大量中间过程，一步求解。试题案例试题案例例例1 某某游游客客领领着着孩孩子子游游泰泰山山时时，孩孩子子不不小小心心将将手手中中的的皮皮球球滑滑落落，球球从从A点点滚滚到到了了山山脚脚下下的的B点点，高高度度标标记记如如图图2所所示示，则则下下列列说说法正确的是法正确的是()图图2A.从从A到到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程重力做的功的曲线轨迹长度不知
9、道，无法求出此过程重力做的功B.从从A到到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功过程中阻力大小不知道，无法求出此过程重力做的功C.从从A到到B重力做功重力做功mg(Hh)D.从从A到到B重力做功重力做功mgH解解析析重重力力对对物物体体所所做做的的功功只只与与初初、末末位位置置的的高高度度差差有有关关，大大小小为为WGmgH，故故选选项项D正确。正确。答案答案D针针对对训训练练1 如如图图3所所示示，一一物物体体从从A点点出出发发，分分别别沿沿粗粗糙糙斜斜面面AB和和光光滑滑斜斜面面AC下下滑滑及及斜斜向向上上抛抛出出，运运动动后后到到达达同同一一水水平平面面上上的的B、C、D三三点
10、点。关关于于重重力力的的做做功功情情况况，下下列列说说法法正正确的是确的是()A.沿沿AB面滑下时，重力做功最多面滑下时，重力做功最多B.沿沿AC面滑下时，重力做功最多面滑下时，重力做功最多C.沿沿AD抛物线运动时，重力做功最多抛物线运动时，重力做功最多D.三种情况下运动时，重力做的功相等三种情况下运动时，重力做的功相等解析解析由于重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，故由于重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，故D正确。正确。答案答案D对重力势能的理解对重力势能的理解图图4观察探究观察探究1.如图如图4所示，打夯时，夯锤被高高举起，然后砸向地面，设夯锤质量为所示，打夯时，夯锤
11、被高高举起，然后砸向地面，设夯锤质量为m。(1)选选择择地地面面为为参参考考平平面面，夯夯锤锤在在地地面面上上的的重重力力势势能能是是多多少少？夯夯锤锤从从地地面面被被举举高高h米米后后重力势能是多少？重力势能是多少？(2)选选择择离离地地面面高高度度h处处为为参参考考平平面面，夯夯锤锤在在地地面面上上的的重重力力势势能能是是多多少少？夯夯锤锤在在h米米高高处重力势能是多少？处重力势能是多少？答案答案(1)0mgh (2)mgh02.如图如图5所示，幼儿园小朋友们正在玩滑梯：所示，幼儿园小朋友们正在玩滑梯：图图5(1)小小朋朋友友从从最最高高点点滑滑落落到到地地面面的的过过程程中中重重力力做做
12、正正功功还还是是负负功功？重重力力势势能能是是增增加加还还是是减减少？少？(2)小小朋朋友友从从地地面面爬爬上上滑滑梯梯最最高高点点的的过过程程中中重重力力做做正正功功还还是是负负功功？重重力力势势能能是是增增加加还还是是减少？减少？答案答案(1)小朋友沿滑梯滑下的过程中重力做正功，重力势能减少。小朋友沿滑梯滑下的过程中重力做正功，重力势能减少。(2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做负功，重力势能增加。小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做负功，重力势能增加。探究归纳探究归纳1.重力势能的重力势能的“四性四性”(1)标量性：重力势能是标量，只有大小，没有方向，但有正、负。标量性：重力
13、势能是标量，只有大小，没有方向，但有正、负。重力势能正、负的含义：正、负值分别表示物体处于参考平面上方和下方。重力势能正、负的含义：正、负值分别表示物体处于参考平面上方和下方。(2)相对性相对性选选取取不不同同的的水水平平面面作作为为参参考考平平面面，其其重重力力势势能能具具有有不不同同的的数数值值，即即重重力力势势能能的的大大小小与参考平面的选取有关。与参考平面的选取有关。(3)绝对性绝对性物物体体在在两两个个高高度度不不同同的的位位置置时时，由由于于高高度度差差一一定定，重重力力势势能能之之差差也也是是一一定定的的，即即物物体体的重力势能的变化与参考平面的选取无关。的重力势能的变化与参考平
14、面的选取无关。(4)系统性系统性重重力力是是地地球球对对物物体体吸吸引引而而产产生生的的，如如果果没没有有地地球球对对物物体体的的吸吸引引，就就不不会会有有重重力力，也也不不存存在在重重力力势势能能，所所以以重重力力势势能能是是这这个个系系统统共共同同具具有有的的，平平时时所所说说的的“物物体体”的的重重力力势势能能只是一种简化的说法。只是一种简化的说法。2.重力做功与重力势能的关系重力做功与重力势能的关系重力做功重力做功重力势能重力势能物理意义物理意义重力对物体做功重力对物体做功由物体与地球的相互作用产生，且由物体与地球的相互作用产生，且由它们之间的相对位置决定的能由它们之间的相对位置决定的
15、能表达式表达式WGmghEpmgh影响大小的因影响大小的因素素重力重力mg和初、末位置的高和初、末位置的高度差度差h重力重力mg和相对参考面的高度和相对参考面的高度h特点特点只与初、末位置的高度差有关，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路径及参考平面的选择无关与参考平面的选择有关，同一与参考平面的选择有关，同一位置的物体，选择不同的参考位置的物体，选择不同的参考平面，其重力势能的值不同平面，其重力势能的值不同过程量过程量状态量状态量联系联系重力做功的过程是重力势能改变的过程，重力做正功，重力势重力做功的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，重力势
16、能增加，且重力做了多少功，重能减少，重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就改变多少，即力势能就改变多少，即WGEp1Ep2Ep试题案例试题案例例例2 (2018唐唐山山高高一一检检测测)在在离离地地面面80 m处处无无初初速速度度地地释释放放一一小小球球，小小球球质质量量为为m200 g，不计空气阻力，不计空气阻力，g取取10 m/s2，取释放点所在水平面为参考平面。求：，取释放点所在水平面为参考平面。求：(1)在第在第2 s末小球的重力势能；末小球的重力势能；(2)在第在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化。内重力所做的功和重力势能的变化。【思思路路点点拨拨】(1)计计算算
17、重重力力势势能能时时要要注注意意重重力力势势能能的的正正负负和和物物体体所所在在位位置置相相对对于于参考平面的高度。参考平面的高度。(2)在第在第3 s内重力所做的功等于物体重力势能的减少量。内重力所做的功等于物体重力势能的减少量。答案答案(1)40 J(2)50 J，小球的重力势能减少了，小球的重力势能减少了50 J重力势能的三种求解方法重力势能的三种求解方法(1)根根据据重重力力势势能能的的定定义义求求解解：选选取取零零势势能能参参考考平平面面，由由Epmgh可可求求质质量量为为m的物体在离零势能参考平面的物体在离零势能参考平面h高度处的重力势能。高度处的重力势能。(2)由重力做功与重力势
18、能变化的关系求解由重力做功与重力势能变化的关系求解由由WGEp1Ep2知知Ep2Ep1WG或或Ep1WGEp2。(3)由由等等效效法法求求重重力力势势能能：重重力力势势能能的的变变化化与与运运动动过过程程无无关关，只只与与初初、末末状状态态有有关。关。EpmghEp2Ep1。针针对对训训练练2 如如图图6所所示示，质质量量为为m的的小小球球，从从离离桌桌面面H高高处处由由静静止止下下落落，桌桌面面离离地地高高度度为为h。若若以以桌桌面面为为参参考考平平面面，那那么么小小球球落落地地时时的的重重力力势势能能及及整整个个过过程程中中重重力力势势能能的的变变化化分分别别是是()A.mgh，减少，减少mg(Hh)B.mgh，增加，增加mg(Hh)C.mgh，增加，增加mg(Hh)D.mgh，减少，减少mg(Hh)图图6解解析析以以桌桌面面为为参参考考平平面面，落落地地时时物物体体的的重重力力势势能能为为mgh，初初状状态态重重力力势势能能为为mgH，即即重重力力势势能能的的变变化化EpmghmgHmg(Hh)，所所以以重重力力势势能能减减少少了了mg(Hh)，D正确。正确。答案答案D
