物理必修24.重力势能图文ppt课件

这是一份物理必修24.重力势能图文ppt课件，共23页。PPT课件主要包含了学习目标，重力做的功，始末两个位置的高度，mgh1－mgh2，重力势能，被举高，mgh，Ep1－Ep2，ABC，相对性等内容，欢迎下载使用。

1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.2.理解重力势能的概念，会用重力势能的定义式进行有关计算.3.理解重力做功与重力势能变化的关系.4.知道重力势能具有相对性.5.知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.
如图1所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中思考并讨论以下问题：
(1)根据功的公式求出甲、乙两种情况下重力做的功；(2)求出丙中重力做的功；(3)重力做功有什么特点？
解析 （1）　甲中WG＝mgh＝mgh1－mgh2乙中WG′＝mglcs θ＝mgh＝mgh1－mgh2
解析（2）　把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2…，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh2…，则物体通过每小段斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2….物体通过整个路径时重力做的功WG″＝mgΔh1＋mgΔh2＋…＝mg(Δh1＋Δh2＋…)＝mgh＝mgh1－mgh2
(3)重力做功有什么特点？
解析（3）　物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关.
重力做功的特点(1)重力做功的特点：只跟物体的重力和有关，而跟物体运动的 关.(2)重力做功的表达式：WG＝ ，其中h1、h2分别是初、末位置的高度.
物体沿不同的路径从A运动到B，如图2所示，则(　　)A.沿路径ACB重力做的功大些B.沿路径ADB重力做的功大些C.沿路径ACB和路径ADB重力做功一样多D.条件不足，无法判断
解析　重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关，故两种情况下重力做功一样多，C正确.
如图3所示，质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处，求此过程中重力做的功和重力势能的变化量，并分析它们之间的关系.
答案　重力做的功WG＝mg(h2－h1)＝mgΔh，选地面为零势能参考平面，物体的重力势能由mgh2变为mgh1，重力势能的变化量ΔEp＝mgh1－mgh2＝－mgΔh，可见WG＝－ΔEp.所以，重力做的功等于重力势能的变化量的负值.
对重力势能的理解(1)重力势能①定义：物体由于 而具有的能.②公式：Ep＝ ，式中h是物体到参考平面的高度.③单位： ；符号 .(2)重力做功与重力势能之间的关系：WG＝ .
(多选)有关重力势能的变化，下列说法中正确的是(　　)A.物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1 J，但物体重力势能的 增加量有可能不是1 JB.从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物 体重力势能的变化是相同的C.从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的 情况下重力势能的减少量是相同的D.物体运动中重力做功是－1 J，但物体重力势能的增加量不是1 J
解析　根据重力做功的特点：与路径无关，与是否受其他力无关，只取决于初、末位置的高度差，再根据重力做功等于重力势能的减少量可知B、C对，D错；对于A选项，当物体加速运动时克服重力做功少于1 J，重力势能增加量少于1 J，物体减速运动时，克服重力做功即重力势能增加量大于1 J，只有物体匀速向上运动时，克服重力做功即重力势能增加量才是1 J，A对.答案　ABC
三、重力势能的相对性和系统性
如图所示，桌面距地面的高度为H，一物体质量为m，放在距桌面h处，思考并讨论以下问题：
(1)若以地面为零势能参考平面，物体具有的重力势能是多少？以桌面为零势能参考平面，其值又是多少？答案　以地面为零势能参考平面时，物体的重力势能Ep1＝mg(H－h).以桌面为零势能参考平面时，物体的重力势能Ep2＝－mgh.
(2)选取不同的零势能参考平面，物体具有的重力势能不同，这说明了什么？如何选择零势能参考平面呢？答案　说明了重力势能具有相对性，Ep＝mgh表达式中，h是物体重心到参考平面的高度，具有相对性.选择哪个水平面做零势能参考平面，可视研究问题的方便而定.通常选择地面为零势能参考平面.
(1)相对性①重力势能具有 ，即Ep与选取的参考平面(零势能面) .因此，在计算重力势能时，必须首先选取参考平面.②重力势能的变化是 的，它与参考平面的选取 .③正负的含义：在参考平面上方物体的重力势能是 值；在参考平面下方物体的重力势能是 值.(2)系统性重力势能是物体和地球所组成系统共同具有的能量.通常所说的物体的重力势能是一种简略的习惯说法.
下列关于重力势能的说法中正确的是(　　)A.重力势能Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则Ep1与Ep2方向相反B.同一物体重力势能Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则Ep1＞Ep2C.在同一高度的质量不同的两个物体，它们的重力势能一定不同D.重力势能是标量，负值没有意义
解析　重力势能是标量，没有方向，正值表示物体在参考平面上方，负值表示物体在参考平面下方，Ep1＝2 J表示比零势能参考平面多2 J的重力势能，Ep2＝－3 J表示比零势能参考平面少3 J的重力势能.故A、D错误，B正确.若两物体都处于零势能参考平面，则重力势能都为零，故C错误.
1．下列关于重力势能的几种理解，正确的是(　　)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．选取地面为参考平面，从不同高度将某一物体抛出，落地时物体的重力势能不相等D．选取不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能问题的研究
2.如图1，静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为H，桌面距地面高为h，物体质量为m，重力加速度为g，则以下说法正确的是(　　)
A．物体沿竖直轨道下滑到桌面上，重力势能减少最少B．物体沿曲线轨道下滑到桌面上，重力势能减少最多C．以桌面为参考平面，物体重力势能减少mgHD．以地面为参考平面，物体重力势能减少mg(H＋h)
3．利用超导材料和现代科技可以实现磁悬浮．若磁悬浮列车的质量为20 t，因磁场间的相互作用，列车浮起的高度为100 mm，则该过程中磁悬浮列车克服重力做功是(　　)A．20 J B．200 JC．2.0×107 J D．2.0×104 J
四、小结 　　本节课我们学习了：1.势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定．2.势能是标量，单位是焦耳．3.重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始、末位置有关，重力所做的功等于物体始、末位置的重力势能之差．4.重力势能是地球和地面上的物体共同具有的，一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有关．