2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第8章機(jī)械能守恒定律第2節(jié)重力勢(shì)能課件

第八章第2節(jié)重力勢(shì)能初中我們已經(jīng)定性地學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能,物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高,重力勢(shì)能就越大.這一節(jié)我們來(lái)進(jìn)一步定量地研究重力勢(shì)能.你認(rèn)為重力勢(shì)能的表達(dá)式應(yīng)該是怎樣的呢？一、重力做功1．推導(dǎo)

一、重力做功

2．表達(dá)式：WG＝mgh＝mg(h1－h(huán)2)(h表示物體起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差,h1、h2分別表示物體起點(diǎn)和終點(diǎn)相對(duì)零勢(shì)能面的高度).3．特點(diǎn)：(1)重力做功只跟物體運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān),而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)；(2)物體下降時(shí)重力做正功,WG＝mgh；物體被舉高時(shí)重力做負(fù)功,WG＝－mgh,也可以說(shuō)成物體克服重力做功.

二、重力勢(shì)能1．表達(dá)式：EP＝mgh(h表示物體相對(duì)零勢(shì)能面的高度).2．單位：焦(耳),符號(hào)：J.3．矢標(biāo)性：重力勢(shì)能是標(biāo)量

.三、重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系1．關(guān)系式：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp2．說(shuō)明：(1)重力做正功,重力勢(shì)能減小,即WG>0,ΔEp<0；(2)重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加,即WG<0,ΔEp>0；四、重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性1．相對(duì)性：重力勢(shì)能總是相對(duì)選定的參考平面而言的.(該平面常稱為零勢(shì)能面)2．系統(tǒng)性：嚴(yán)格說(shuō)來(lái),重力勢(shì)能是地球和物體所組成的系統(tǒng)所共有的.(通常在地球上分析某物體具有重力勢(shì)能)五、彈性勢(shì)能1．概念：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于彈力的相互作用而具有的勢(shì)能.2．決定彈性勢(shì)能大小的相關(guān)因素(以彈簧為例)：彈性勢(shì)能與彈簧的形變大小和勁度系數(shù)有關(guān).六、勢(shì)能勢(shì)能也叫位能,與相互作用的物體的相對(duì)位置有關(guān).重力勢(shì)能是由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定；彈性勢(shì)能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對(duì)位置決定.

判一判(1)重力做功與物體沿直線或曲線有關(guān)．

(×)(2)物體只要運(yùn)動(dòng),其重力一定做功．

(×)(3)同一物體在不同位置的重力勢(shì)能分別為Ep1＝3J,Ep2＝－10J,則Ep1<Ep2. (×)(4)物體由高處到低處,重力一定做正功,重力勢(shì)能一定減少．

(√)(5)重力做功一定與路徑無(wú)關(guān),只與初、末位置的高度差有關(guān)．

(√)(6)彈簧的長(zhǎng)度越長(zhǎng),彈性勢(shì)能一定越大．

(×)[例1]如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下,經(jīng)過(guò)水平面BC后,再滾上另一斜面,當(dāng)它到達(dá)高的D點(diǎn)時(shí),速度為零,在這個(gè)過(guò)程中,重力做功為(

)任務(wù)一：對(duì)重力做功、重力勢(shì)能的理解答案：A

[例2]如圖所示,桌面距地面0.8m,一物體質(zhì)量為2kg,放在距桌面0.4m的支架上(g＝10m/s2)．以地面為參考平面,計(jì)算物體在支架上時(shí)具有的重力勢(shì)能,并計(jì)算物體由支架下落到桌面的過(guò)程中,重力勢(shì)能變化了多少？[變式訓(xùn)練1-2]例2中若以桌面為參考平面,物體在支架上時(shí)具有的重力勢(shì)能為多少？物體由支架下落到桌面的過(guò)程中,重力勢(shì)能變化了多少？總結(jié)反思(1)重力勢(shì)能Ep＝mgh(h表示相對(duì)零參考平面的高度.h有正負(fù),在零參考面上為h,在零參考面下為－h(huán).)重力勢(shì)能Ep的正負(fù)取決于h的正負(fù)(2)重力做功WG＝mgΔh＝mgh(h表示物體移動(dòng)的豎直高度,無(wú)正負(fù).)重力做功WG正負(fù)取決于豎直位移與重力方向的夾角α,物體上升時(shí)與重力反向,重力阻礙運(yùn)動(dòng)做負(fù)功；物體下降時(shí),重力促進(jìn)運(yùn)動(dòng),做正功[例3]如圖所示,質(zhì)量為m的小球,從離桌面H高處由靜止下落,桌面離地高度為h.若以桌面為參考平面,那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能及整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能的變化分別是(

)A.mgh

減少mg(H－h(huán))B.mgh

增加mg(H＋h)C.－mgh

增加mg(H－h(huán))D.－mgh

減少mg(H＋h)任務(wù)二：重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系答案：D[變式訓(xùn)練3-1](多選)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,克服重力做功100J,則以下說(shuō)法正確的是(

)A．物體的高度一定降低了B．物體的高度一定升高了C．物體的重力勢(shì)能一定是100JD．物體的重力勢(shì)能一定增加100J

答案：BD[例4](多選)如圖所示,一個(gè)物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧,墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮,在此過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是(

)A．物體對(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B．物體向墻壁運(yùn)動(dòng)相同的位移,彈力做的功不相等C．彈簧的彈力做正功,彈性勢(shì)能增加D．彈簧的彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加

任務(wù)三：對(duì)彈性勢(shì)能的理解答案：BD[變式訓(xùn)練4-1]如圖所示,一輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端系一重物,將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速地釋放,讓它自由擺下,不計(jì)空氣阻力,在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中(

)A.重力做正功,彈力不做功B.重力做正功,彈力做正功C.若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后,重力做正功,彈力不做功D.若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后,重力做功不變,彈力不做功

答案：C1．下列說(shuō)法中正確的是(

)A．地面上的物體重力勢(shì)能一定為零B．質(zhì)量大的物體重力勢(shì)能一定大C．不同的物體離地面最高的物體其重力勢(shì)能最大D．離地面有一定高度的物體其重力勢(shì)能可能為零答案：D2．關(guān)于重力勢(shì)能,下列說(shuō)法中正確的是(

)A．有A、B兩個(gè)物體,相對(duì)于同一參考平面,A物體所處的高度是B物體的2倍,則A物體的重力勢(shì)能的數(shù)值一定是B物體的2倍B．從同一高度將某一物體以相同的速度豎直上拋和平拋,從拋出到落地,物體重力勢(shì)能的變化是相同的C．有一物體從樓頂落到地面,如果受到空氣阻力作用,那么物體重力勢(shì)能的減少量小于物體自由下落時(shí)重力勢(shì)能的減少量D．重力做功多少,不僅與物體運(yùn)動(dòng)的高度有關(guān),還與物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)答案：B3．一條長(zhǎng)為l