高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能说课ppt课件
展开美国内华达州的亚利桑那陨石坑。它是5万年前,一颗直径约为30~50米的陨石撞击地面的结果。撞击产生的能量超过在广岛爆炸的那颗原子弹的一千倍,并在地面上产生了一个直径约1245米,平均深度达180米的大坑。坑中可以安放下20个足球场,四周的看台则能容纳200多万观众。
物体一旦处在一定高度时,就具有了一定的能量。而当它从高处落下时,这些能量就会以做功的方式释放出来。
我们把物体由于处在一定的高度而具有的能量称之为重力势能
那么,这种能量的大小与哪些因素有关呢?
质量越大,高度越高,物体所具有的重力势能越大。
想一想:如何定量表示物体的重力势能?
举高一物体,要克服重力做功,物体重力势能增加。物体高度下降,重力也要做功,物体重力势能减少。
认识重力势能离不开对重力做功的研究。
探究:质量为m的物体,从高为h1的位置,分别沿竖直方向、斜面、曲面下落到高度为h2的位置,重力做的功分别是多少?
WG=mgh =mg(h1-h2) =mgh1-mgh2
物体沿斜面运动 从 A 到 B
WG=mgLcs θ =mgh =mg(h1-h2) =mgh1-mgh2
物体沿曲面运动 从 A 到 B
W1=mglcsθ1=mg △h 1
W=W1+W2+W3+ ……
W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +……
=mg (△h 1+ △h 2 + △h 3 ……)
三种情况重力做功相同都为
重力对物体做功与路径无关,只与它的起点和终点位置的高度差有关。
重力对物体做功与路径无关,只与它的起点和终点的位置有关。
重力做功与mgh这个量的变化有关,且这个量包含了质量和高度两个量。
我们把物理量 mgh 叫做物体的重力势能
1. 重力势能 : 等于它所受到的重力与所处高 度的乘积.
2.重力势能是标量,单位是焦耳(J)
3.重力做功与重力势能的关系
表示物体在初位置的重力势能表示物体在末位置的重力势能
①如果重力做正功,WG>0,EP1>EP2,重力势能减少; 重力对物体做的功等于重力势能的减少量
②如果重力做负功, WG<0,EP1
问:小明从五楼的窗台上跳下来为什么会安然无恙?
答:向里跳到五楼的地板上
计算重力势能之前需要先选定参考平面作为标准。
高度h是相对的,所以重力势能mgh也是相对的!
(1)参考平面:高度取为0的水平面,也称零势能面。
参考平面选取不同,重力势能的数值就不同。
若以二楼的地面作为参考平面,质量均为m的物体A、B,离二楼地面的距离分别为h1、h2,思考A、B物体的重力势能情况。
二楼房间里A 处的物体高度为h1,具有的重力势能为mgh1
一楼房间里B 处的物体高度为-h2,具有的重力势能为-mgh2
这里的负号表示什么含义?谁的重力势能大?
练一练:如图,质量m = 1kg的小球,从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到地面上的B点,桌面离地面的高度h2 = 0.8m.请按要求填写下表.(g=10m/s²)
(2)选取不同的参考平面,同一位置物体的重力势能的数值不同。对一个确定的过程,重力做功和重力势能变化与参考面的选择无关。
(1)物体的重力由地球吸引产生,所以重力势能也应该是物体与地球组成的系统共同具有的,而不是地球上某一个物体单独具有的。
(2)不只是重力势能,任何形式的势能,都是相应的物体系统由于其中各物体之间,或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能,是由各物体的相对位置决定的。所以势能也叫位能,与相互作用的物体的相对位置有关。
撑竿跳高运动员手中弯曲的竿发生了弹性形变,杆的各部分之间都有弹力的相互作用。发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫作弹性势能。
特点:弹性势能跟形变的大小有关系。例如,在弹性限度内,弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关。另外,弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关。
与路径无关(微元思想方法)
弹性势能跟形变的大小有关系,对于弹簧还与劲度系数有关。
1.如图,质量为m 的足球在地面 1的位置被踢出后落到地面3 的位置,在空中达到的最高点2 的高度为h。重力加速度为g。(1)足球由位置1 运动到位置2 时,重力做了多少功?足球的重力势能增加了多少?(2)足球由位置2 运动到位置3 时,重力做了多少功?足球的重力势能减少了多少?(3)足球由位置1运动到位置3 时,重力做了多少功?足球的重力势能变化了多少?
(1)—mgh、mgh
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