高一人教物理必修二課件7.4重力勢能共45

1、7.4 重力勢能,1.知識與能力,理解重力勢能的定義及定義式。,知道重力勢能的值是相對的，理解重力勢能正負(fù)號的含義。,理解重力做功與重力勢能的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。,培養(yǎng)探究歸納能力和邏輯思維的能力。,教學(xué)目標(biāo),2 . 過程與方法,在探究過程中滲透科學(xué)的研究方法：控制變量法，實驗過程觀察法及實驗結(jié)果分析法。,體會用“實驗法”和“理論推導(dǎo)”相互驗證問題的方法。,3. 情感態(tài)度與價值觀,從對生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，滲透在探究過程中體驗解決問題的成功喜悅，激發(fā)學(xué)生探索自然規(guī)律的興趣 。,體驗科學(xué)不僅僅是認(rèn)識自然，挑戰(zhàn)自然，更在于能動的改造自然。,教學(xué)重難點,重力勢能的概念及對重力勢能的應(yīng)用

2、。,如何探究重力勢能的概念。,重點,難點,1重力做功,2重力勢能,3重力勢能的相對性,4 勢能是系統(tǒng)所共有的,本節(jié)導(dǎo)航,2002年月日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少人失蹤。,導(dǎo)入新課,雪崩,這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為3050米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速度達(dá)到20千米秒，爆炸力相當(dāng)于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。,隕石坑,美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那,“和平號”空間站殘片,（1）俄羅斯“和平號”空間站墜落時，為什么會燃燒？碎片燃燒時，溫度可達(dá)3000，其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來？,（2）打樁機的重錘從高

3、處落下時，為什么能把水泥打進(jìn)地里?,水電站,（3）水力發(fā)電站為什么要修那么高的大壩？,打樁機,力：物體之間的相互作用。,重力：物體由于地球的吸引而受到的力。,勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。,知識回顧,用自己的課本做如下試驗,1）同一課本從不同高度下落到自己手上，感覺 ,2）不同質(zhì)量的課本從同一高度下落到自己手上，感覺 ,結(jié)論,1、高度不同，感覺不同說明與高度有關(guān)；,2、質(zhì)量不同，感覺不同說明與質(zhì)量有關(guān) 。,1重力做功,你感受到他的刺激了嗎？,物體沿曲線運動,重力做功的特點:,重力做功與物體運動的路徑無關(guān)，只跟它的起點和終點的位置（高度）有關(guān)，即重力做功數(shù)值等于重力與高度差的乘積。

4、,WG = mgh1 - mgh2,結(jié)論,一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處下落, 碰撞地面后彈起, 每次彈起的高度比下落高度低1m, 求:小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2),例,=59.85J,=245J,重力做功與路徑無關(guān),2重力勢能,你感受到它的美麗了嗎？,重力做功與路徑無關(guān),只跟始末位置的高度差有關(guān)。,可見,重力做的功等于 mgh”這個量的變化.在物理學(xué)中， mgh 是一個由特殊意義的物理量.就用這個物理量表示物體的重力勢能。,重力勢能的表達(dá)式,m 物體的質(zhì)量，單位：千克（kg）,g 重力加速度，單位：米秒2（ms2）,h 物體的高度，單位：米（m）,

5、Ep 物體的重力勢能，單位：焦（J）,即：物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積（標(biāo)量）,Ep = mgh,重力勢能的改變和重力做功之間有怎樣的關(guān)系呢？,WGEP1EP2,想一想,2. 當(dāng)物體由低處向高處運動時：重力做負(fù)功，即WG，EP1EP2，重力勢能增大,1. 當(dāng)物體由高處向低處運動時：重力做正功，即WG，EP1EP2，EP2重力勢能減?。?重力做功對應(yīng)著重力勢能的變化,負(fù),增加,物體克服重力做的功等于重力勢能的增加,正,減少,重力做的功等于重力勢能的減少,結(jié)論,如果功與路徑有關(guān)，即對應(yīng)于同樣的起點和終點，重力對同一物體所做的功，隨物體運動路徑的不同而不同，我們還能把mgh叫做物體的

6、重力勢能嗎？為什么？,想一想,分析：如果重力的功與路徑有關(guān)，我們就不能把mgh叫做物體的重力勢能了。,解：因為重力做功對應(yīng)著重力勢能的改變。當(dāng)重力功與路徑有關(guān)時則h不能與重力的位移相對應(yīng)，不能稱為重力勢能。,3重力勢能的相對性,兒時的游戲是否還記得？,人從五樓窗臺上跳下來，為何平安無事呢？,想一想,因為是跳到地板上！,結(jié)論,需要先選定參考平面, 在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；, 在參考面下方的物體的高度是負(fù)值，重力勢能也是負(fù)值。, 參考平面的選取是任意的 。,重力勢能為標(biāo)量，正負(fù)不表方向,例,如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h(yuǎn)

7、2=0.8m請按要求填寫下表(g=10m/s2),6J,-4J,10J,0,10J,10J,減少10J,減少10J,小結(jié)：選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同；對一個確定的過程，WG和EP與參考面的選擇無關(guān)。,有一物體在A點的重力勢能是1J，在B點的重力勢能是0，在C點的重力勢能是 -2J，則物體在哪一點的重力勢能最大？,答：如圖，因為重力勢能是標(biāo)量，所以在A點的勢能大于在B點的勢能大于在C點的勢能.,4 勢能是系統(tǒng)所共有的,我們生活的家園！,結(jié)論,1. 嚴(yán)格說來，重力勢能是地球和物體所組成的這個物體“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨具有的。,2. 平常所說的“物體”的重力勢能，

8、只是一種習(xí)慣簡化的說法。,1.重力做功的特點：與路徑無關(guān)，只與起點和終點的高度差有關(guān)。,2.重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。,3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力做正功，重力勢能減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加。,課堂小結(jié),4. 重力勢能是相對的 ，正負(fù)表示大小。一般不加說明是以地面或題目中的最低點所在的平面作為參考平面。,5. 勢能是系統(tǒng)能,重力勢能是地球和物體所組成的這個物體“系統(tǒng)”所共有的,高考鏈接,（09廣東理基）游樂場中的一種滑梯如圖所示，小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑，沿水平軌道滑動了一段距離后停下來，則（ ）,A.下滑過程中支持力對小朋友做功 B.下滑過程中小朋友

9、的重力勢能增加 C.整個運動過程中小朋友的機械能守恒 D.在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負(fù)功,D,1. 關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法正確的是（ ） A. 當(dāng)重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少； B. 物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加； C. 地球上的物體的重力勢能都只有一個唯一確定的值； D. 重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)。,ABD,課堂練習(xí),2. 關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是（ ） A. 重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功 B. 相對于不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但這并不影響研究有關(guān)重力勢能的問題 C. 在同一高度將物體不論

10、向何方向拋出，只要拋出時的初速度大小相同，則落地時減少的重力勢能必相等 D. 放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零,BC,3. 物體在運動過程中，克服重力做功為50J，則（ ） A. 重力做功為50J； B. 物體的重力勢能一定增加了50J； C. 物體的動能一定減少50J； D. 重力做了50J的負(fù)功。,BD,4. 掛在豎直墻壁上的長1.80m的畫，畫面質(zhì)量為100g，下面畫軸質(zhì)量為200g，將它沿墻緩慢卷起，g取10m/s2，需做多少功？,答：由公式可得4.5J。,5. 以40ms的初速度豎直向上拋出一個物體，以拋出點為參考平面，經(jīng)過 t s 后，物體的重力勢能是重力勢能最大值的 倍，則

11、 t 的大小為（g = 10ms2）( ) A2 s B3 s C4 s D5 s,A,移的夾角為（ ），重力所做的功為,1證明：設(shè)斜面高度為h，對應(yīng)于傾角為1、2、3的斜面長分別為l1、l2、l3,問題與練習(xí),由功的公式可知，在傾角為1的斜面，力與位,同理可證，在傾角為2、3的斜面上，重力所做的功都等于mgh，與斜面傾角無關(guān)。,Wg=mgl1cos（ ）=mgl1sin1=mgh,2答：,（2）足球由位置2運動到位置3時，重力做的功為mgh，足球的重力勢能減少了mgh。,（1）足球由位置1運動到位置2時，重力所做的功為mgh，足球克服重力所做的功為mgh，足球的重力勢能增加了mgh。,（3）

12、足球由位置1運動到位置3時，重力做功為零，重力勢能變化為零。,說明：本題的意圖是使學(xué)生體會，重力勢能的變化是與重力做功相對應(yīng)的。重力做了多少功,重力勢能就變化多少。重力做正功重力勢能減少，重力做負(fù)功重力勢能增加。,3答：（1）,說明：本題的意圖是使學(xué)生認(rèn)識，重力勢能跟零勢面的選取有關(guān)，而重力勢能的變化跟重力的功相對應(yīng)，與零勢能面的選取無關(guān)。重力做的功只跟物體位置的變化有關(guān)，與是否存在其他力無關(guān)。,（2）如果下落過程中有空氣阻力，表格中的數(shù)據(jù)不變。,B 錯誤。物體勻速上升，拉力的大小等于重力，拉力的功一定等于重力勢能的增加量。C 錯誤。根據(jù)WG=Ep1Ep2可知，重力做1J的功，物體勢能的增加量為1J。D 錯誤。重力做功只與起點和終點的位置有關(guān)，與路徑無關(guān)，A、B兩點的位置不變，從A點到B點的過程中，無論經(jīng)過什么路徑，重力的功都是相同的。,4. 答：A正確。例如：物體在向上的拉力作用下，如果做勻加速直線運動，這時拉力的功大于重力勢能的增加量。如果物體做勻減速直線運動，這時拉力的功小于重力勢能的減少量。,除了重力勢能,還有其他形式的勢能.任何形式的勢能,都是物體系統(tǒng)由于其中各物體之間,或物體內(nèi)的各部分之間存在相互作用而具有的能,是由各物體的相對位置決定的.例如,分子之間由于存在相互作用而具有勢能,叫做分子勢能,由分子間的相對位置決定;電荷之間由于存在相互作