7.4 重力勢能重力做功ppt課件

1、水電站,“和平號”空間站殘片,1,幾個(gè)概念,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。,一個(gè)新的概念重力勢能,2,重力勢能,3,用自己的課本做如下試驗(yàn),1、與高度有關(guān) 2、與質(zhì)量有關(guān),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 ,探究得到的結(jié)論：,5,4,1定義：由物體所處位置的高度決定的能量 稱為重力勢能。,5,WG=mgh,6,WG=mgLcos =mgh,7,物體沿曲線運(yùn)動(dòng) 從 A 到 C,8,重力做功與路徑無關(guān),只跟始末位置的高度差有關(guān),8,9,重力做功與路徑無關(guān)

2、,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),解:,9,10,WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2,11,WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2,12,物體沿曲線運(yùn)動(dòng) 從 A 到 C,13,可見,重力做的功等于“mgh”這個(gè)量的變化.在物理學(xué)中， “mgh”是一個(gè)由特殊意義的物理量.就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢能。,重力做功與路徑無關(guān),只跟始末位置的高度差有關(guān),14,重力勢能,1定義：由物體所處位置的高度決定的能量 稱為重力

3、勢能。 2公式（推導(dǎo)）： 3重力勢能是標(biāo)量 4重力勢能的單位：焦耳（J）,Ep=mgh,15,討論與交流2: 小球向下運(yùn)動(dòng)，重力勢能有什么變化？,16,討論與交流1：,放在書柜中第二層的一本書選用不同的參考平面，它的重力勢能有什么不同？,17,質(zhì)量m = 0.5kg的小球，從桌面上方高h(yuǎn)1 = 1.2m的A點(diǎn)下落到地面上的B點(diǎn)，桌面離地面的高度h2 = 0.8m請按要求填寫下表(g=10m/s),總結(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(gè)確定的過程，重力做功和重力勢能變化與參考面的選擇無關(guān)。,18,5重力勢能的相對性,物體具有重力勢能mgh，總是相對于某一 水平面 來說的；（

4、重力勢能為零的水平面叫做參考平面） 選用不同的參考平面，同一物體在空間同一位置的重力勢能就不同。 參考平面的選取是任意的，通常選地面為參考平面 不管零勢面如何選取，物體從某一高處h1到達(dá)另一高處h2所引起的重力勢能的變化是不變的。,Ep=mgh2-mgh1,19,【規(guī)律方法】兩種方法求重力做的功 (1)先求初末位置的高度差，再求出重力與此高度差的乘積即為重力做的功. (2)根據(jù)重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系來求重力做的功.,20,討論與交流3：,重力做正功，重力勢能減少，且重力做多少功， 重力勢能就減少多少； 重力做負(fù)功，重力勢能增加，且物體克服重力 做多少功，重力勢能就增加多少。,21,一根

5、粗細(xì)均勻,長為6m,質(zhì)量為60kg的電線桿橫放在地面上,如果要把它豎直立起,至少要做多少功? 它的重力勢能改變了多少?,解: 物體由橫放變?yōu)樨Q放,質(zhì)心由低處到高處.重力做負(fù)功,重力勢能增加,增加量等于外力做的正功. W=mg h/2=60 10 6 /2 =1800 (J) EP=W= mg h/2=1800 (J),h=6m,22,關(guān)于重力勢能，下列說法正確的是（ ） A.物體的位置一旦確定，它的重力勢能的大小也隨之確定 B.物體與零勢面的距離越大，它的重力勢能也越大 C.一個(gè)物體的重力勢能從5J變化到3J，重力勢能變小了 D.重力勢能的減少量等于重力對物體做的功,D,23,關(guān)于重力做功和物

6、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(shí)，物體的重力勢能一定減少； B、物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢能一定增加； C、地球上物體一個(gè)物體的重力勢能都有一個(gè)確定值； D、重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)。,ABD,24,物體在運(yùn)動(dòng)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(dòng)能一定減少了50J； D、重力做了50J的負(fù)功。,BD,25,作業(yè)： 如圖，桌面距地面0.8m，一物體質(zhì)量為2kg，放在距桌面高為0.4m的支架上。 （1）以地面為零勢面，試計(jì)算物體 具有的重力勢能，并計(jì)算物體由支 架下落

7、到桌面的過程中，重力做功 多少？重力勢能減少多少? （2）若以桌面為零勢面，上述結(jié)果又如何？,26,圖5表示一個(gè)斜拋物體的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體由拋出位置1運(yùn)動(dòng)到最高位置2時(shí)，重力做功是多少？重力勢能改變了多少？由位置2運(yùn)動(dòng)到跟位置1在同一水平面上的位置3時(shí)，重力做功和重力勢能的變化是多少？由位置1運(yùn)動(dòng)到位置3呢？,27,例如圖，一個(gè)通過定滑輪拉著質(zhì)量為10kg的物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)，A和B在同一水平面上，且AB=4m，AC=3m，求這一過程中物體增加的重力勢能。,28,質(zhì)量為m的均勻鏈條長為L，開始放在光滑的水平桌面上時(shí)，有 的長度懸在桌面邊緣，如圖5所示，松手后，鏈條滑離桌面，問從開始到鏈條剛滑離桌面

8、過程中重力勢能變化了多少？,15mgL/32,29,如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為M的物體放在水平面上，物體上方安裝一個(gè)長度為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧，現(xiàn)用手拉著彈簧上端的P點(diǎn)緩慢向上移動(dòng)，直到物體離開地面一段距離。在這一過程中，P點(diǎn)的位移是H 。開始時(shí)彈簧沒有形變，則物體重力勢能的增加量為 。,30,31,32,創(chuàng)設(shè)情境,子彈能擊穿障礙物，流水能推動(dòng)竹排,33,洶涌的波濤,1能量是什么？ 2功與能有什么關(guān)系？,一個(gè)物體能夠?qū)ζ渌矬w做功，我們就說這個(gè) 物體具有能量。,潮汐能推動(dòng) 水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),提出問題：,風(fēng)力發(fā)電,奔跑的人,拉緊的弓箭,34,請同學(xué)們說一說你都知道哪些形式的能量？看誰知道的最多。 光能、

9、電能、熱能、聲能、太陽能、風(fēng)能,35,一、功與能的關(guān)系,做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化和傳遞的過程。 做了多少功，就有多少能量轉(zhuǎn)化。 功是能量轉(zhuǎn)化的量度。,能的單位:焦(J),36,自然界最常見的一種能量機(jī)械能,機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)對應(yīng)的能量,37,五 、彈性勢能,1. 發(fā)生形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν饨缱龉?，因而具有能量，這種能量叫做彈性勢能,38,2、形變程度越大，彈性勢能也越大,39,四、彈性勢能,1定義：發(fā)生形變的物體具有的能量叫做彈 性勢能 2彈性勢能跟形變的大小有關(guān) 3彈性勢能的變化與彈力作用有關(guān) （彈力做正功，彈性勢能減少， 彈力做負(fù)功，彈性勢能增加）,40,延伸： 彈簧的彈性

10、勢能的表達(dá)式,說明： 一般規(guī)定彈簧在原長時(shí)，彈簧的彈性勢能為零,41,五、勢能,重力勢能是由地球和地面上物體的相對位置決定 彈性勢能是由發(fā)生彈性形變物體各部分的相對位置決定。 與相互作用物體的相對位置有關(guān)的能量叫做勢能,42,1、在水平面上豎直放置一輕質(zhì)彈簧，有一物體在它的正上方自由落下，在物體壓縮彈簧到速度減為零時(shí) A、物體的重力勢能最大 B、物體的動(dòng)能最大 C、彈簧的彈性勢能最大 D、彈簧的彈性勢能最小,C,43,一物體以初速度v0沖向與豎起墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中，下列說法正確的是：（） A、物體對彈簧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

11、位移，彈力做的功不等 C、彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小 D、彈力做負(fù)功，彈簧的彈性勢能增加,BCD,44,一豎直彈簧下端固定于水平地面上，小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端，如圖所示，經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處，則（ ）,Ah愈大，彈簧在A點(diǎn)的壓縮量愈大,B彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無關(guān),Ch愈大，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能愈大,D小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能大,45,小結(jié)：,1. 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 2. 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能,3. 重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定，對于彈性勢能，其

12、大小由形變程度決定，而形變程度不同，發(fā)生形變的物體的各部分相對位置也會發(fā)生變化 . 4. 勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的,46,47,被舉高的重錘落下來可以把樁打進(jìn)地里,48,2002年月日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成至少人失蹤。,雪崩,49,美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)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。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個(gè)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(gè)足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。,50,例7一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從40米高處由靜止開始落下，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)它的動(dòng)能和勢能相等時(shí)，物體下落經(jīng)過的時(shí)間是（ ） A.1秒 B.1.5秒 C.2秒 D.2.5秒,C,51,例8如圖，一個(gè)通過定滑輪拉著質(zhì)量為10kg的物體從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)，A和B