8.2 重力勢能 課件 高一下學期物理人教版（2019）必修二冊

第八章機械能守恒定律8.2

重力勢能為何一個雞蛋有如此威力？一口大缸放在你腳邊，和把它高高的懸掛在你的頭頂上，你有何感覺？一個物體具有做功的本領(lǐng)，就具有能量重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量。相互作用的物體憑借其位置而具有的能，叫做勢能。請同學們用課本做如下實驗，體會物體的重力勢能與什么因素有關(guān)？(1)同一課本從不同高度下落到自己手上(2)不同質(zhì)量的課本從同一高度下落到自己手上與質(zhì)量有關(guān)：質(zhì)量越大，重力勢能越大。與高度有關(guān)：位置越高，重力勢能越大。怎樣定量的描述重力勢能呢?當人向上或向下運動時，重力做什么功？重力勢能如何變化？(1)人向下運動，重力做

功，重力勢能

。(2)人向上運動，重力做

功，重力勢能

。正減少負增加功是能量轉(zhuǎn)化的量度，重力做功時，重力勢能發(fā)生了變化。

質(zhì)量為m的小球從離地面高為h1的A位置運動到離地高度為h2的B位置，求三種情況下重力做的功。（1）WG＝mgh=mgh1－mgh2（2）WG＝mglcosθ＝mgh＝mgh1－mgh2（3）WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋

···＝mg(Δh1＋Δh2＋

···)＝mgh＝mgh1－mgh2一、重力做的功重力做功與運動路徑無關(guān)，只與初末位置有關(guān)“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。一方面mgh與重力做功密切相關(guān)，另一方面它隨高度和質(zhì)量的變化而變化．恰與勢能的基本特征一致。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．1.重力做功的特點：2.重力做功的表達式：WG

=mgh1－mgh2一、重力做的功1.定義：

物體所受重力mg與所處高度h的乘積叫做物體的重力勢能。用Ep表示。4.重力勢能是標量。2.公式：Ep=mgh3.單位：焦耳，符號為Jhm5.重力勢能的變化:ΔEp=mgh末-mgh初二、重力勢能h是物體相對參考面的高度重力做功與重力勢能的關(guān)系重力做功的表達式為：表示物體在初位置的重力勢能表示物體在末位置的重力勢能末態(tài)的重力勢能初態(tài)的重力勢能重力勢能的變化量重力做正功，重力勢能減少重力做負功，重力勢能增加重力做了多少功，重力勢能就變化多少質(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h2=0.8m．請按要求填寫下表．(g=10m/s2)參考平面小球在A點重力勢能小球在B點重力勢能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢能變化桌面地面6J10J-4J010J10J減少10J減少10Jh1h2AB?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)三、重力勢能的相對性hhhAhhhAhhhABBBEPB=-3mghEPA=2mghEPB=-2mghEPA=0EPA=-mghEPB=0處在參考平面的物體的重力勢能為0，參考平面上方的物體的重力勢能是正數(shù)，參考平面下方的物體的重力勢能是負數(shù)，正負表示大小重力勢能的變化△Ep＝EPB－EPA＝-2mgh，與參考面的選取無關(guān)為了比較勢能的大小，應(yīng)選同一個參考平面

重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)

.重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能是我自己的！這種說法對不對？物體重力勢能與重力有關(guān)，而重力是地球與物體間的相互作用力，若離開了地球，就談不上重力，所以，重力勢能是物體與地球所組成的“系統(tǒng)”所共有的。平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種習慣簡化的說法。

關(guān)于重力勢能，下列說法正確的是（）A．只有在重力做功的過程中，物體才有重力勢能B．重力做功引起物體重力勢能發(fā)生變化C．重力勢能有正負，是矢量D．選擇不同的參考平面，物體重力勢能的數(shù)值是相同的課堂練習B物體在勻速運動過程中，克服重力做功為50J，則()A重力做功為50JB物體的重力勢能一定增加了50JC重力做了50J的負功D物體的重力勢能一定減少了50JBC課堂練習觀察以下這幾張圖中的物體有什么共同點拉力器弓箭弦撐桿彈弓弦觀察與思考發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫做彈性勢能。彈性勢能的大小與形變量有關(guān)彈性勢能的大小與勁度系數(shù)有關(guān)三、彈性勢能彈力做功和彈性勢能的變化重力做功彈力勢能的變化重力勢能的變化彈力做功重力做正功，重力勢能減小重力做負功，重力勢能增加彈力做正功，彈性勢能減小WF彈=-△EP

類比F拉lFWG=-△EP

彈力做負功，彈性勢能增加F拉xF拉0

xlF拉

=kxF2F3F4F5F1Δx1Δx2Δx3Δx4用外力緩慢拉彈簧時：F拉=kx拉力做正功，彈力做負功，二者大小相等即：W彈＝－W拉=若取彈簧自然長度時為彈簧零勢能，則有：彈簧彈力做功EP＝kΔl2/2k為彈簧的勁度系數(shù)Δl為彈簧的伸長或縮短量彈性勢能EP單位為焦耳，符號J。EP為標量。WF＝EP1－EP2彈力做的功初態(tài)的彈性勢能末態(tài)的彈性勢能三、彈性勢能思考1.重力勢能有相對性，彈性勢能也有相對性嗎?一般規(guī)定彈簧處于原長時的彈性勢能為0。彈性勢能具有相對性，一般指相對于彈簧原長時的彈性勢能。EP＝kΔl2/2一般取正值。2.重力勢能具有系統(tǒng)性，為物體和地球所共有。那么彈性勢能呢？彈性勢能也具有系統(tǒng)性，為整個物體各部分間共有。如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且彈簧保持原長的A點無初速地釋放，讓它自由擺下