高中物理 第7章 第4節(jié) 重力勢能課件 新人教版必修2.ppt

重力勢能 學習目標 1 認識重力做功與路徑無關的特點 2 理解重力勢能的概念 會用重力勢能的定義進行計算 3 理解重力勢能的變化和重力做功的關系 知道重力做功與路徑無關 4 知道重力勢能的相對性 知道重力勢能是物體和地球所組成的系統(tǒng)共有的 第4節(jié) 重點重力勢能的概念及重力做功跟物體重力勢能變化的關系 難點1 重力勢能的系統(tǒng)性和相對性 2 重力做功跟物體重力勢能變化的關系 重點難點 導入新課 這是一幅美國內(nèi)華達州亞利桑那隕石坑圖片 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 速度達到20千米 秒 爆炸力相當于2000萬千克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 通過美國內(nèi)華達州亞利桑那的隕石坑現(xiàn)象 你能說出這么大的能量與哪些因素有關 導入新課 這是長江三峽水力發(fā)電站的圖片 水力發(fā)電站是利用水來發(fā)電的 它是利用水的什么能量發(fā)的電 圖中發(fā)電站的建設位置選擇 a 還是 b a b 1 物體的重力勢能跟哪些因素有關 實驗 一 用質(zhì)量不同的兩個鐵塊從同一高度釋放 觀察小桌陷入沙子中的深度 實驗 二 用兩個相同鐵塊從不同高度釋放 觀察小桌陷入沙子中的深度 學生認真觀察 并記錄觀察到的實驗現(xiàn)象 思考總結(jié)重力勢能跟哪些因素有關 一 重力的功 提出問題 實驗現(xiàn)象 在實驗 一 中 鐵塊的質(zhì)量越大 小桌陷入沙子中的深度越大 在實驗 二 中 鐵塊釋放的高度越高 小桌陷入沙子中的深度越大 結(jié)論 重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和所處的位置有關 物體的質(zhì)量越大 高度越高 重力勢能就越大 物體的高度發(fā)生變化時 重力要做功 因此 要研究重力勢能 就不應脫離對重力做功的研究 提出問題 2 根據(jù)功的有關知識 寫出圖甲 乙兩種情況下 物體從a點運動到b點的過程中 重力做的功 并比較做功的大小 提出問題 典型例題 例1沿著高度相同 坡度不同 粗糙程度也不相同的斜面將同一物體分別從底端拉到頂端 下列說法正確的是 a 沿坡度小的斜面運動時物體克服重力做功多b 沿坡度大 粗糙程度大的斜面運動時物體克服重力做功多c 沿坡度小 粗糙程度大的斜面運動時物體克服重力做功多d 不管沿怎樣的斜面運動 物體克服重力做功相同 解析 重力做功的特點是與運動的具體路徑無關 只與初末狀態(tài)物體的高度差有關 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 故選項d正確 選項a b c錯誤 d 二 重力勢能 提出問題 1 什么叫勢能 什么叫做物體的重力勢能 表達式如何 提出問題 2 重力做功與重力勢能的關系是怎樣的 如何從功是能的轉(zhuǎn)化的量度理解重力做功與重力勢能的變化 并舉例說明 典型例題 三 重力勢能的相對性 提出問題 1 如何理解重力勢能的相對性 小結(jié) 1 重力勢能的相對性 重力勢能與參考平面的選取有關 而參考平面的選擇是任意的 所以 重力勢能具有相對性 因此在表達重力勢能時 要指明參考平面的位置 物體在參考平面上時重力勢能為0 重力勢能具有相對性 是因為高度h具有相對性 2 參考平面的選擇 參考平面的選擇是任意的 可視解決問題的方便而定 通常選擇地面為參考平面 如果沒有特別說明參考平面就是地面 3 重力勢能的正負 對選定的參考平面而言 在參考平面上方的物體 重力勢能是正值 在參考平面下方的物體 重力勢能是負值 物體具有負的重力勢能 表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少 4 重力勢能變化的絕對性 重力勢能具有相對性 與參考平面的選擇有關 但重力勢能的變化與參考平面的選擇無關 正是因為這樣 重力勢能的變化比重力勢能要有研究價值 四 重力勢能是系統(tǒng)所共有的 提出問題 1 我們常說某物體的重力勢能是多少 這種說法準確嗎 結(jié)論 由重力勢能與重力做功的密切關系和重力是地球與物體之間的相互作用力可以看出 如果沒有地球 就談不上重力勢能 因此 嚴格說 重力勢能是地球與物體所組成的 系統(tǒng) 共有的 而不是地球上的物體單獨具有的 通常說某物體的重力勢能是多少 只是一種簡化的說法 典型例題 典型例題 例4如圖所示 桿的中點有一轉(zhuǎn)軸o 兩端分別固定質(zhì)量為2m和m的小球a和b 當桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置時 小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)的重力勢能如何變化 變化了多少 鞏固練習 1 如圖所示 某物塊分別沿三條不同的軌道由離地高h的a點滑到同一水平面上 軌道1 2是光滑的 軌道3是粗糙的 則下列說法中正確的是 a 沿軌道1滑下重力做功多b 沿軌道2滑下重力做功多c 沿軌道3滑下重力做功多d 沿三條軌道滑下重力做的功一樣多 d 鞏固練習 2 關于重力勢能 下列說法中正確的是 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