人教版 (2019)必修 第二册重力势能教课内容课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册重力势能教课内容课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了重力势能，mgh1－mgh2等内容，欢迎下载使用。
复习：
功------物理意义：
公式：
W=Flcsα
功率-----物理意义：
P=W/t=FV
（1）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?（2）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
物体由于被举高而具有的能量
1、与高度有关 2、与质量有关
猜想：重力势能和哪些因素有关？
探究方法：怎样研究重力势能的表达式？
物体的高度发生变化时，重力做功，势能发生变化：物体下降时重力做 功，重力势能 ；物体被举高时重力做 功，重力势能 。
高度越高，质量越大，重力势能越大
1.探究重力做功的特点
设一个质量为m的物体，从与地面高度h1的位置A，向下运动到高度为h2的位置B，求重力做了多少功？
（1）物体竖直下落从A到B
分析：重力的方向与位移方向相同，重力做正功，位移大小等于∆h=h1-h2
WG=mg∆h=mgh1－mgh2
（2）物体沿斜面运动从A到B
分析：重力的方向与位移方向夹角为θ且小于90度，重力做正功，在重力方向上的位移大小等于∆h=csθl=h1-h2。
WG=mglcs θ=mg∆h=mgh1－mgh2
（3）物体沿曲线运动 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 ……)
= mg(h1－h2)
重力做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。即重力做功数值等于重力与高度差的乘积。
例1：图中的几个斜面、它们的高度相同、倾角不同。让质量相同的物休沿斜面从顶端运动到底端。哪个图重力做功更大？
只要降低的高度相同，重力做功就相同，跟坡度、粗糙程度都无关。
★重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑还是粗糙路径，也不论是直线还是曲线运动，不论是否受到其他力的作用，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同．
例2：如图所示，质量为m的小球从高度为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它达到高度为h/4的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为 （ ）
例3、一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2)
特殊意义在于：（1）与重力做功密切相关（2）随高度的变化而变化．
重力做功表达式 WG=mgΔh=mgh1-mgh2，请思考“mgh”具有什么特殊意义？
可见,重力做的功等于mgh这个量的变化.在物理学中， mgh 是一个由特殊意义的物理量.就用这个物理量表示物体的重力势能。
1. 定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
大小：物体的重力势能等于它所受 与所处 的乘积。
4. 重力势能是标量(标量性）：只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示大小。
（h ─物体重心到零势能面的高度）
如3J -4J
（参考平面──零势能面）
3. 单位：焦（耳）J
1 J = 1 kg•m•s-2•m = 1 N•m
5.重力势能的相对性：
（1）由于高度h是相对的，所以重力势能也是相对的，计算重力势能之前需要先选定0势能参考平面。
（4）参考平面（零势能面）的选取是任意的，通常选择地面作为参考平面。
（2）参考平面：选定某一个水平面，并把这个水平面的高度定为零，则物体在该平面上的重力势能为零。(又称零势能面)
（3）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。若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平面上具有的重力势能要少。
：表示比0势能面少5J
：表示比0势能面多5J
例 ：如图，质量 0.5 kg 的小球，从桌面以上 h1 = 1.2 m 的 A 点落到地面的 B 点，桌面高 h2 = 0.8 m。关于小球的重力势能，请按要求填写下表。( g = 10 m/s2 )
★选择不同的参考平面，物体的重力势能不同。
★重力做功和重力势能的变化与参考平面的选择无关。
算一算：若人的质量为50kg,五楼窗台距五楼地面的高度为1m，距楼外地面的高度为16m，g=10m/s2。则：1、相对五楼地面，人的重力势能是多少？2、相对楼外地面，人的重力势能是多少?
分析：Ep＝mghG＝mgm——g——h——
由于地球对物体的吸引而产生的
反映了物体与地球间的相对位置关系
想一想：重力势能跟重力做功密切相关， 如果没有了重力，物体还有重力势能吗？
不行，摩擦力做功与路径有关。
如果重力做的功与路径有关，即对应于同样的起点和终点，重力对同物体所做的功，随物体运动路径的不同而不同，我们还能把mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？
当然不能，因为此时这个能量不能表示物体重力做功的实际情况。
当摩擦力对物体做功时，我们能不能定义有一个摩擦力势能存在呢?为什么?
重力做的功等于重力势能的减少量。
(1)物体下降，重力做正功，WG 0，则EP1 EP2 ,重力势能 ，重力势能减少的数量等于重力做的功。
(2)物体上升，重力做负功，WG 0，则EP1 EP2 ，重力势能 ，重力势能增加的数量等于物体克服重力所做的功(重力做负功)。
重力做功是重力势能变化的量度！
重力做功与重力势能变化的关系：
★重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的
★只有大小没有方向，但有正、负，其正、负表示大小。
这几张图中的物体有什么共同点
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，而具有势能，这种势能叫做弹性势能。
（取弹簧在原长时的弹性势能为零）
影响弹簧弹性势能的因素：
①跟弹簧形变的大小(形变量）有关系
②跟弹簧的劲度系数k有关
弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加。
重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。
1、关系：弹簧弹力所做的功，等于弹性势能的减少量
弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加
重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的
与相互作用的物体的相对位置有关。
弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。
弹性势能与重力势能的异同
如图所示，O 为弹簧的原长处．
(1)物体由 O 向 A 运动(压缩)或由 O 向 A′运动(伸长)时，弹力做___功，弹性势能______，其他形式的能转化为弹性势能.
(2)物体由 A 向 O 运动，或者由 A′向 O 运动时，弹力做____功，弹性势能______，弹性势能转化为其他形式的能.
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系可表示为_______________
注意：弹力做功与弹性势能变化有唯一的对应关系，弹力做多少正(负)功，弹性势能就减少(增加)多少．
关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ）A. 任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B. 任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变C. 物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D. 弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关