必修二-重力勢(shì)能LI解析

第二節(jié)重力勢(shì)能 1 俄羅斯 和平號(hào) 空間站墜落時(shí) 為什么會(huì)燃燒 碎片燃燒時(shí) 溫度可達(dá)3000 其能量由什么能量轉(zhuǎn)化而來 和平號(hào) 空間站殘片 2 水力發(fā)電站為什么要修那么高的大壩 水電站 2002年9月21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100人失蹤 雪崩 2 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(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(tái)則能容納200多萬觀眾 3 打樁機(jī)工作現(xiàn)場 在你的頭頂上方相同的高度 分別用細(xì)繩懸掛一個(gè)粉筆頭和7 5Kg的鉛球 你的感覺有何不同 造成這一切的根本原因都是什么 一 重力勢(shì)能 物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)能 小實(shí)驗(yàn) 1 與高度有關(guān)2 與質(zhì)量有關(guān) 1 同一物體從不同高度下落到自己手上 感覺 2 不同質(zhì)量的物體從同一高度下落到自己手上 感覺 探究得到的結(jié)論 5 請(qǐng)同學(xué)們分別計(jì)算以下三種情況重力所做的功 二 重力做功的特點(diǎn) 6 物體沿曲線運(yùn)動(dòng) 7 由上述分析過程可得出怎樣的結(jié)論 思考 重力做功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置 高度差 有關(guān) 與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān) 1 重力做功的點(diǎn) 2 重力做功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1與物重跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者之差 即 WG mgh1 mgh2 1 定義 物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積 2 公式 3 單位 國際單位制中 焦耳 J 4 重力勢(shì)能是標(biāo)量 狀態(tài)量 5 重力勢(shì)能的變化 EP mgh2 mgh1 Ep mgh 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)有特殊意義的物理量 這個(gè)物理量就是表示物體的重力勢(shì)能 WG mgh1 mgh2 Ep1 Ep2 14 重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系 重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量 如果重力做正功 重力勢(shì)能減少 減少的重力勢(shì)能等于重力對(duì)物體做的功 如果重力做負(fù)功 重力勢(shì)能增加 增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力做的功 即WG Ep 1 若h1 h2 WG 0 Ep1 Ep2 重力勢(shì)能減少 2 若h1 h2 WG 0 Ep1 Ep2 重力勢(shì)能增加 功是能量轉(zhuǎn)化的量度 1 重力勢(shì)能總是相對(duì)于某個(gè)水平面來說的 這個(gè)水平面叫參考平面 把參考平面的高度取作零 在參考平面上的物體的重力勢(shì)能為0 稱參考平面為零勢(shì)能面 討論 重力勢(shì)能為零的物體是不是就沒有重力勢(shì)能 2 參考平面選取不同 重力勢(shì)能的數(shù)值就不同 可見 重力勢(shì)能具有相對(duì)性 選擇不同的參考平面 物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的 但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能的問題 因?yàn)樵谟嘘P(guān)的問題中 有確定意義的是重力勢(shì)能的差值 這個(gè)差值并不因選擇不同的參考平面而有所不同 3 選擇哪個(gè)水平面作為參考平面 可視研究問題的方便而定 通常選擇地面作為參考平面 重力勢(shì)能的正負(fù)表示大小 說明 對(duì)選定的參考平面而言 上方物體的高度是正值 重力勢(shì)能也是正值 下方物體的高度是負(fù)值 重力勢(shì)能也是負(fù)值 重力勢(shì)能為負(fù) 表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能少 重力勢(shì)能 3J 5J 重力勢(shì)能是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有的 而不是地球上某一個(gè)物體單獨(dú)具有的 思考 重力勢(shì)能是誰具有的呢 平常所說的 物體 的重力勢(shì)能 只是一種習(xí)慣簡化的說法 不只是重力勢(shì)能 任何形式的勢(shì)能 都是相應(yīng)的物體系統(tǒng)由于其中各物體之間 或物體內(nèi)的各部分之間存在相互作用而具有的能 是由各物體的相對(duì)位置決定的 屬于相應(yīng)物體所組成的系統(tǒng)具有 A 重力勢(shì)能等于零的物體 一定不會(huì)對(duì)別的物體做功B 放在地面上的物體 它的重力勢(shì)能一定等于零C 在不同高度將某一物體拋出 落地時(shí)重力勢(shì)能相等D 相對(duì)不同的參考平面 物體具有不同數(shù)值的重力勢(shì)能 但并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能 練習(xí) 1 關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解 可能正確的是 CD 2 關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解 正確的是A 重力勢(shì)能等于零的物體 一定不會(huì)對(duì)別的物體做功B 相對(duì)于不同的參考平面 物體具有不同數(shù)值的重力勢(shì)能 但這并不影響研究有關(guān)重力勢(shì)能的問題C 在同一高度將物體不論向何方向拋出 只要拋出時(shí)的初速度大小相同 則落地時(shí)減少的重力勢(shì)能必相等D 放在地面的物體 它的重力勢(shì)能一定等于零 BC 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(yùn)到高為h2 3m的地方 重力做了多少功 物體的重力勢(shì)能如何變化 若物體加速或減速下降呢 g 10m s 2 解 重力做功為 WG mg h1 h2 14000J重力勢(shì)能變化為 EP Ep2 Ep1 mgh2 mgh1 14000J重力勢(shì)能減少了14000J 重力做正功重力勢(shì)能減少 三 彈性勢(shì)能 物體由于發(fā)生了彈性形變而具有的能量 影響彈性勢(shì)能的因素 彈性勢(shì)能與形變的大小有關(guān) 彈性勢(shì)能與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān) x越大 EP越大 k越大 EP越大 拉力 變力 做功的計(jì)算方法 微元法 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系 EP EP2 EP1 WF 彈力做正功 彈性勢(shì)能減小 彈力做負(fù)功 彈性勢(shì)能增大 彈性勢(shì)能的表達(dá)式 1 關(guān)于功和能 下列說法正確的是 A 功和能的單位相同 它們都是過程量B 做功的過程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過程C 物體做了多少功 就有多少能量D 功是能量的量度 B 2 下列關(guān)于動(dòng)能的說法 正確的是 A 運(yùn)動(dòng)物體具有的能量稱為動(dòng)能B 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其速度大小不變 動(dòng)能不變C 兩物體的質(zhì)量和動(dòng)能相等 則它們速度必相同D 物體的動(dòng)能不變 說明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變 B 3 對(duì)于以下關(guān)于重力勢(shì)能結(jié)論正確的是 A 甲物體所處位置比乙物體高 甲物體勢(shì)能一定大于乙物體勢(shì)能B 甲物體質(zhì)量比乙物體質(zhì)量大 甲物體勢(shì)能一定大于乙物體勢(shì)能C 重力做正功時(shí) 物體的重力勢(shì)能一定變小D 放在地面的物體它的重力勢(shì)能一定為零 C 4 一個(gè)人站在陽臺(tái)上 以相同的速率 分別把三個(gè)質(zhì)量相同的小球豎直向上拋出 豎直向下拋出 水平拋出 不計(jì)空氣阻力 則從拋出到落地的過程 重力勢(shì)能的變化量 A 上拋小球最大B 下拋小球最大C 平拋小球最大D 三球一樣大 D 小結(jié) 一 重力做功的特點(diǎn) 與路徑無關(guān) 只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的