勢能的變化與機械功課件

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2002年９月２１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１００人失蹤。雪崩22002年９月２１日上午，俄羅斯高加索北奧2

美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50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。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

隕石坑美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那3美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬3物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能．提問：

重力勢能的大小與什么有關(guān)？又如何定量表示呢?重力勢能與重力對物體做功有什么關(guān)系？物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能．4重力勢能與重力做功的關(guān)系4.1重力勢能與重力做功的關(guān)系4.15探究問題一：重力做功的特點

提問：小孩沿不同路徑到達(dá)地面，三次運動中重力做功是否相同？探究問題一：重力做功的特點提問：小孩沿不同路徑6

請同學(xué)們分別計算以下三種情況重力所做的功探究問題一：重力做功的特點請同學(xué)們分別計算以下三種情況重力所做的功探究問題一：重力做7分析第一種情況重力做的功：WG＝mgh=mgh1－mgh2探究問題一：重力做功的特點分析第一種情況重力做的功：WG＝mgh=mgh1－mgh2探8分析第二種情況重力做的功：WG＝mglcosθ＝mgh＝mgh1－mgh2探究問題一：重力做功的特點分析第二種情況重力做的功：WG＝mglcosθ＝mgh探9分析第三種情況重力做的功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋

···＝mg(Δh1＋Δh2＋

···)＝mgh

WG

＝mgh1－mgh2探究問題一：重力做功的特點分析第三種情況重力做的功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋10結(jié)論（1）重力做功的特點是與運動的具體路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲線運動，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同．2、“mgh1”與“mgh2是具有特殊意義的物理量。一方面與重力做功密切相關(guān)，另一方面它隨高度、質(zhì)量的變化而變化．探究問題一：重力做功的特點WG＝mgh=mgh1－mgh2結(jié)論2、“mgh1”與“mgh2是具有特殊意義11

美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50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。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

隕石坑美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那3美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬12探究問題二：重力勢能（1）重力勢能是如何定義的？

物體由于被舉高而具有的能量。用Ep表示（2）重力勢能大小與什么因素有關(guān)？與物體質(zhì)量m、高度h有關(guān)（3）重力勢能的表達(dá)式是什么？Ep=mgh(狀態(tài)量）（4）重力勢能的單位是什么？

焦耳，1J=1kg·m·s-2·m=1N·m探究問題二：重力勢能（1）重力勢能是如何定義的？13（5）重力勢能是矢量還是標(biāo)量？是否有正負(fù)之分？探究問題二：重力勢能Ep=mgh是標(biāo)量，滿足代數(shù)加減運算法則ABCh1h2m選桌面為零勢能面A點：EpA=mgh1B點：EpB=0C點：Epc=-mgh2（5）重力勢能是矢量還是標(biāo)量？是否有正負(fù)之分？探究問題二：重14（6）零勢能面的選取是否唯一？探究問題二：重力勢能零勢能面的選取不唯一，具有任意性，因此，重力勢能的大小具有相對性，與所選參考平面有關(guān)?。?）零勢能面的選取是否唯一？探究問題二：重力勢能15ABCh1h2m選桌面為零勢能面A點：EpA=mgh1B點：EpB=0C點：Epc=-mgh2選地面為零勢能面A點：EpA=mgh1+mgh2B點：EpB=mgh2C點：Epc=0ABCh1h2m選桌面為零勢能面A點：EpA=mgh1B點：16（6）零勢能面的選取是否唯一？探究問題二：重力勢能重力勢能的大小具有相對性，與所選參考平面有關(guān)！一般選地面為零勢能面。（7）重力勢能是不是物體自身具有的能量？

重力勢能是物體與地球相互作用而具有的能量，是物體與地球共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨具有的能量。

重力勢能具有系統(tǒng)性?。?）零勢能面的選取是否唯一？探究問題二：重力勢能17探究問題三：重力做功與重力勢能變化的關(guān)系閱讀課本后回答：重力做功與重力勢能的增減之間有什么關(guān)系？探究問題三：重力做功與重力勢能變化的關(guān)系閱讀課本后回答：重力18計算與思考塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從距地面高為h1=10m的高度勻速運到高為h2=3m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？若物體加速或減速下降呢？(g=10m/s-2)請同學(xué)們完成習(xí)題，并總結(jié)重力做功與重力勢能變化有什么關(guān)系？塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從距地面高為h1=3m的高度勻速運到高為h2=10m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？若物體加速或減速上升呢？(g=10m/s-2)14000J計算與思考塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從191、當(dāng)物體由高處向低處運動時：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2重力勢能減小2、當(dāng)物體由低處向高處運動時：重力做負(fù)功，即WG＜０，EP1＜EP2重力勢能增大重力做功對應(yīng)著重力勢能的變化探究問題三：重力做功與重力勢能變化的關(guān)系1、當(dāng)物體由高處向低處運動時：2、當(dāng)物體由低處向高處運動時：20運動質(zhì)疑教學(xué)樓是廣大學(xué)子成材的樂園。當(dāng)同學(xué)沿樓梯上樓時，重力對他做___功，他的重力勢能____；當(dāng)他沿樓梯下樓時，重力對他做___功，他的重力勢能___。兩位同學(xué)從同一位置沿不同樓梯到某一指定位置的過程中，重力對他所做的功是_____（填“不同”或“相同”）的。運動質(zhì)疑教學(xué)樓是廣大學(xué)子成材的樂園。當(dāng)同21一、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)二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。表達(dá)式

三、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系四、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零勢能參考面。小結(jié)一、重力做功的特點：小結(jié)22課外延伸發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于彈力的相互作用而具有的勢能，叫彈性勢能！課外延伸發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于彈力23類比重力勢能，思考：彈性勢能大小與什么因素有關(guān)？彈性勢能與拉力做功有什么關(guān)系？課外延伸類比重力勢能，思考：課外延伸24

A.重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零C.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等D.相對不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但并不影響研究有關(guān)重力勢能練習(xí)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25

A．重力勢能只跟物體所處的初末位置有關(guān)，與物體實際經(jīng)過的路徑無關(guān)B．重力勢能的變化，只跟重力做功有關(guān)，和其他力做功多少無關(guān)C．重力勢能是矢量，在地球表面以上為正，在地球表面以下為負(fù)D．重力勢能的變化量等于重力對物體做的功下列關(guān)于重力勢能的說法，正確的是()練習(xí)A．重力勢能只跟物體所處的初末位置有關(guān)，與物體26動畫觀賞動畫觀賞27

2002年９月２１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１００人失蹤。雪崩22002年９月２１日上午，俄羅斯高加索北奧28

美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50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。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

隕石坑美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那3美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬29物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能．提問：

重力勢能的大小與什么有關(guān)？又如何定量表示呢?重力勢能與重力對物體做功有什么關(guān)系？物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能．30重力勢能與重力做功的關(guān)系4.1重力勢能與重力做功的關(guān)系4.131探究問題一：重力做功的特點

提問：小孩沿不同路徑到達(dá)地面，三次運動中重力做功是否相同？探究問題一：重力做功的特點提問：小孩沿不同路徑32

請同學(xué)們分別計算以下三種情況重力所做的功探究問題一：重力做功的特點請同學(xué)們分別計算以下三種情況重力所做的功探究問題一：重力做33分析第一種情況重力做的功：WG＝mgh=mgh1－mgh2探究問題一：重力做功的特點分析第一種情況重力做的功：WG＝mgh=mgh1－mgh2探34分析第二種情況重力做的功：WG＝mglcosθ＝mgh＝mgh1－mgh2探究問題一：重力做功的特點分析第二種情況重力做的功：WG＝mglcosθ＝mgh探35分析第三種情況重力做的功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋

···＝mg(Δh1＋Δh2＋

···)＝mgh

WG

＝mgh1－mgh2探究問題一：重力做功的特點分析第三種情況重力做的功：WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋36結(jié)論（1）重力做功的特點是與運動的具體路徑無關(guān)，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關(guān)，不論光滑路徑還是粗糙路徑，也不論是直線運動還是曲線運動，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同．2、“mgh1”與“mgh2是具有特殊意義的物理量。一方面與重力做功密切相關(guān)，另一方面它隨高度、質(zhì)量的變化而變化．探究問題一：重力做功的特點WG＝mgh=mgh1－mgh2結(jié)論2、“mgh1”與“mgh2是具有特殊意義37

美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50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。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

隕石坑美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那3美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬38探究問題二：重力勢能（1）重力勢能是如何定義的？

物體由于被舉高而具有的能量。用Ep表示（2）重力勢能大小與什么因素有關(guān)？與物體質(zhì)量m、高度h有關(guān)（3）重力勢能的表達(dá)式是什么？Ep=mgh(狀態(tài)量）（4）重力勢能的單位是什么？

焦耳，1J=1kg·m·s-2·m=1N·m探究問題二：重力勢能（1）重力勢能是如何定義的？39（5）重力勢能是矢量還是標(biāo)量？是否有正負(fù)之分？探究問題二：重力勢能Ep=mgh是標(biāo)量，滿足代數(shù)加減運算法則ABCh1h2m選桌面為零勢能面A點：EpA=mgh1B點：EpB=0C點：Epc=-mgh2（5）重力勢能是矢量還是標(biāo)量？是否有正負(fù)之分？探究問題二：重40（6）零勢能面的選取是否唯一？探究問題二：重力勢能零勢能面的選取不唯一，具有任意性，因此，重力勢能的大小具有相對性，與所選參考平面有關(guān)?。?）零勢能面的選取是否唯一？探究問題二：重力勢能41ABCh1h2m選桌面為零勢能面A點：EpA=mgh1B點：EpB=0C點：Epc=-mgh2選地面為零勢能面A點：EpA=mgh1+mgh2B點：EpB=mgh2C點：Epc=0ABCh1h2m選桌面為零勢能面A點：EpA=mgh1B點：42（6）零勢能面的選取是否唯一？探究問題二：重力勢能重力勢能的大小具有相對性，與所選參考平面有關(guān)！一般選地面為零勢能面。（7）重力勢能是不是物體自身具有的能量？

重力勢能是物體與地球相互作用而具有的能量，是物體與地球共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨具有的能量。

重力勢能具有系統(tǒng)性?。?）零勢能面的選取是否唯一？探究問題二：重力勢能43探究問題三：重力做功與重力勢能變化的關(guān)系閱讀課本后回答：重力做功與重力勢能的增減之間有什么關(guān)系？探究問題三：重力做功與重力勢能變化的關(guān)系閱讀課本后回答：重力44計算與思考塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從距地面高為h1=10m的高度勻速運到高為h2=3m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？若物體加速或減速下降呢？(g=10m/s-2)請同學(xué)們完成習(xí)題，并總結(jié)重力做功與重力勢能變化有什么關(guān)系？塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從距地面高為h1=3m的高度勻速運到高為h2=10m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？若物體加速或減速上升呢？(g=10m/s-2)14000J計算與思考塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從451、當(dāng)物體由高處向低處運動時：重力做正功，即WG＞０，EP1＞EP2重力勢能減小2、當(dāng)物體由低處向高處運動時：重力做負(fù)功，即WG＜０，EP1＜EP2重力勢能增大重力做功對應(yīng)著重力勢能的變化探究問題三：重力做功與重力勢能變化的關(guān)系1、當(dāng)物體由高處向低處運動時：2、當(dāng)物體由低處向高處運動時：46運動質(zhì)疑教學(xué)樓是廣大學(xué)子成材的樂園。當(dāng)同學(xué)沿樓梯上樓時，重力對他做___功，他的重力勢能____；當(dāng)他沿樓梯下樓時，重力對他做___功，他的重力勢能___。兩位同學(xué)從同一位置沿不同樓梯到某一指定位置的過程中，重力對他所做的功是_____（填“不同”或“相同”）的。