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1、4 重力势能1重锤为重锤为什么能什么能把水泥把水泥桩打入桩打入泥土中泥土中？2为什么圣为什么圣洁漂亮的洁漂亮的雪一旦形雪一旦形成雪崩，成雪崩，就会有如就会有如此大的破此大的破坏力？坏力？3杠铃杠铃怎么怎么会会“一砸一砸到底到底”呢呢？41 1理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进 行计算行计算。2 2理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重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。力做功与路径无关。3 3知道重力势能的相对性和系统性。知道重力势能的相对性和系统性。（重点）（重点）（重点）（重点）（难点）（难点）5探究一：重力做
2、的功与路径的关系探究一：重力做的功与路径的关系竖直下落竖直下落沿倾斜直线沿倾斜直线沿任意路径运动沿任意路径运动探究情景：探究情景：质量为质量为m m的小球从高为的小球从高为h h1 1的初位置沿三种不同的路的初位置沿三种不同的路径运动到高为径运动到高为h h2 2的末位置。的末位置。mg6h1h2 hAB竖直下落竖直下落W WG G=mgh=mgh =mg(h =mg(h1 1h h2 2) ) =mgh =mgh1 1mghmgh2 2 问题问题1 1：三种情况下重力做的功分别是多少？：三种情况下重力做的功分别是多少？7LB沿斜线运动沿斜线运动h1 hh2W WG G=mgLcos=mgLc
3、os =mgh =mgh =mg(h =mg(h1 1h h2 2) ) =mgh =mgh1 1mghmgh2 28h1h2h3h4A沿曲线运动沿曲线运动h1hh2W W1 1=mgL=mgL1 1coscos1 1=mgh=mgh1 1W WG G=W=W1 1+W+W2 2+W+W3 3+W WG G=mgh=mgh1 1+ mg h+ mg h2 2+ mgh+ mgh3 3+ =mg=mg（hh1 1+h+h2 2+h+h3 3+) =mgh =mgh =mgh =mgh1 1mghmgh2 2利用微元法利用微元法9mg 问题问题2 2：归纳重力做的功与路径的关系：归纳重力做的功与路
4、径的关系三种情况重力做功：三种情况重力做功：【探究结论探究结论】重力对它做的功跟物体运动的路径无关，重力对它做的功跟物体运动的路径无关，只与初、末只与初、末位置的高度差有关位置的高度差有关101.1.特点：物体运动时，重力对它做的功跟物体运动特点：物体运动时，重力对它做的功跟物体运动的路径无关，只跟它的起点和终点的位置有关的路径无关，只跟它的起点和终点的位置有关（或者说只与初、末位置的高度差有关）。（或者说只与初、末位置的高度差有关）。2.2.计算式：计算式：W WG G =mgh =mgh=mgh =mgh1 1-mgh-mgh2 2一、重力做功一、重力做功11【对点训练对点训练】沿着高度相
5、同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面沿着高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是向上将同一物体拉到顶端，以下说法正确的是( )( )A.A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多B.B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多C.C.沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多沿坡度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多D.D.上述几种情况重力做的功同样多上述几种情况重力做的功同样多D D12“mgh”mgh”是一个具有特殊意义的物理量。是一个具有特殊意义
6、的物理量。它与重力做功有关它与重力做功有关, ,又与重力势能的基本特征一致。又与重力势能的基本特征一致。把物理量把物理量mghmgh叫做重力势能。叫做重力势能。探究二：重力做的功与重力势能变化的关系探究二：重力做的功与重力势能变化的关系问题问题1 1： 探究探究“mgh”mgh”物理意义？物理意义？132 2、表达式：、表达式： 1 1、定义：、定义： 物体所受重力物体所受重力mgmg与所处高度与所处高度h h的乘积叫做物的乘积叫做物体的重力势能。用体的重力势能。用E Ep p表示。表示。3 3、单位：、单位：4 4、重力势能是标量。、重力势能是标量。 E Ep p = = mghmgh焦耳，
7、符号为焦耳，符号为J二、重力势能二、重力势能14WGmgh1mgh2WGEp1Ep2初态的重力势能初态的重力势能末态的重力势能末态的重力势能问题：重力做的功与重力势能有什么关系呢？问题：重力做的功与重力势能有什么关系呢？【探究结论探究结论】重力做功等于重力势能的减少量重力做功等于重力势能的减少量15 【互动探究互动探究】具体说明重力做功和重力势能变化的关系具体说明重力做功和重力势能变化的关系物体物体向下向下运动，重力做运动，重力做 功，重力势能功，重力势能 。物体物体向上向上运动，重力做运动，重力做 功，重力势能功，重力势能 。 当物体向上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变化？当物体向
8、上或向下运动时，重力做什么功？重力势能如何变化？正正减少减少负负增加增加【探究结论探究结论】16【对点训练对点训练】（多选）（多选）物体在运动过程中克服重力做功为物体在运动过程中克服重力做功为5050J J，则则 ( )( )A.A.重力做的功为重力做的功为5050J JB.B.物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定增加了5050J JC.C.物体的重力势能一定减少了物体的重力势能一定减少了5050J JD.D.重力做了重力做了5050J J的负功的负功BDBD171.1.重力势能总是相对参考平面（重力重力势能总是相对参考平面（重力势能为零）来说的，重力势能具有相对性。势能为零）来说的，重
9、力势能具有相对性。参考平面的选取是任意的，参考平面的选取是任意的，通常选择地面作为参考平面。通常选择地面作为参考平面。【互动探究互动探究】如图，一物体在如图，一物体在A A点的重力势能是点的重力势能是1J1J，在在B B点的重力势能是点的重力势能是0J0J，在，在C C点的重力势能是点的重力势能是2J2J，则，则物体在哪一点的重力势能最大？物体在哪一点的重力势能最大？ 2.2.势能的正负表示大小势能的正负表示大小( (比参考平面），是标量。比参考平面），是标量。3.3.重力势能的系统性：重力势能属于物体和地球组成重力势能的系统性：重力势能属于物体和地球组成的系统所共有。的系统所共有。A Am
10、mB BC Ch h1 1h h2 2三、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A A点点18【总结总结】选择不同的参考平面，物体选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。的重力势能不同。重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。例例题：如右：如右图小球小球质量量1kg1kg，从桌，从桌面（离地高面（离地高h h2 2=1m=1m）以上）以上h h1 1=2m=2m的的A A点点下落到地面的下落到地面的B B点，点，填表：填表：h1h2AB参考参考平面平面 小球在小球在A A点的重力点的重力势能势能小球在小球在B B点的重力点的重力
11、势能势能下落过程小下落过程小球重力做的球重力做的功功下落过程小下落过程小球重力势能球重力势能的减小量的减小量桌面桌面地面地面20J20J30J30J-10J-10J0J0J30J30J30J30J30J30J30J30J绝对性性相对性相对性19一、重力做功及其特点：一、重力做功及其特点：W WG G mghmgh1 1mghmgh2 2 与路径无关，只与起点和终点的位置有关。与路径无关，只与起点和终点的位置有关。二、重力势能：二、重力势能：物体的重力势能等于它所受重力与所处高物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。度的乘积。 表达式：表达式： 三、重力做功与重力势能变化的关系：三、重力做
12、功与重力势能变化的关系： 重力做正功，重力势能减少，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的数量等重力势能减少的数量等于重力做的功。于重力做的功。 重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的数量等于克服重力所做的功。于克服重力所做的功。四、重力势能是相对的四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。，正负表示大小。 重力势能为物体和地球组成的系统所共有。重力势能为物体和地球组成的系统所共有。201. 1. 下面有关重力势能的说法中，正确的是（下面有关重力势能的说法中，正确的是（ ）A.A.举得越高的物体，具有的重力势能越大举得越高的物体，具有的重力势能越大
13、 B.B.质量越大的物体，具有重力势能越大质量越大的物体，具有重力势能越大C.C.物体的重力势能不可能为零物体的重力势能不可能为零 D.D.物体的重力势能可能小于零物体的重力势能可能小于零D D 21【解题关键解题关键】利用重力做功和重力势能的关系利用重力做功和重力势能的关系2. 2. 如图所示，桌面高为如图所示，桌面高为h h，质量为，质量为m m的小球从离桌面高的小球从离桌面高H H处自由落下，不计空气阻力。假设桌面处的重力势能为处自由落下，不计空气阻力。假设桌面处的重力势能为0 0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为（则小球落到地面前瞬间的重力势能为（ ）A.mghA.mgh B.mgH
14、B.mgHC.mg(h+H)C.mg(h+H) D.-mgh D.-mghD D22D D3.3.以下叙述中正确的是以下叙述中正确的是（ ）A.A.重力对物体做功越多，物体的重力势能越少重力对物体做功越多，物体的重力势能越少B.B.物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少物体克服重力做功越多，物体的重力势能越少C.C.重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零D.D.物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零物体没克服重力做功，物体的重力势能不一定为零234.4.( (多选多选) )下列关于重力势能的说法，正确的是下列关于重力势能的说法，正确的是( )(
15、 )A A重力势能的变化，只跟物体所处的初末位置有关，重力势能的变化，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与物体实际经过的路径无关B B重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关做功多少无关C C重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体重力势能是矢量，当重力对物体做正功时，物体的重力势能减少的重力势能减少D D重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的具有的ABDABD245.5.一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落, , 碰撞地面后弹碰撞地面后弹起起, , 每次弹起的高度比下落的高度低每次弹起的高度比下落的高度低1m, 1m, 求求: :小球从小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? ?重力重力势能如何变化，变化了多少？势能如何变化，变化了多少？(g=10m/s(g=10m/s2 2) ) 解题关键解题关键：（1 1）重力做功与路径无关重力做功与路径无关（2 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答案：答案：250J 250J 减少了减少了250J250J25不去奋斗，不去创造，再美的青春也结不出硕果。 26
