必修二_重力勢(shì)能LI

1、 第二節(jié) 重力勢(shì)能“和平號(hào)和平號(hào)”空間站殘片空間站殘片水電站 20022002年年9 9月月2121日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成至少地區(qū)的一個(gè)村莊發(fā)生雪崩，造成至少100100人失蹤。人失蹤。 雪雪崩崩2 美國(guó)內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是美國(guó)內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是5 5萬年前，一顆萬年前，一顆直徑約為直徑約為30305050米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約5050萬萬千克、速度達(dá)到千克、速度達(dá)到2020千米秒，爆炸力相當(dāng)于千米秒，爆炸力相當(dāng)于20002000萬千克梯恩梯

2、萬千克梯恩梯(TNT)(TNT)，超過美國(guó)轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面，超過美國(guó)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)直徑約上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約12451245米，平均深度達(dá)米，平均深度達(dá)180180米的大坑。據(jù)說，坑米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下中可以安放下2020個(gè)足球場(chǎng)，四周的看臺(tái)則能容納個(gè)足球場(chǎng)，四周的看臺(tái)則能容納200200多萬觀眾。多萬觀眾。 隕石坑隕石坑美國(guó)內(nèi)華達(dá)州亞利桑那美國(guó)內(nèi)華達(dá)州亞利桑那3打樁機(jī)工作現(xiàn)場(chǎng)造成這一切的根本原因都是什么？造成這一切的根本原因都是什么？一一、重力勢(shì)能、重力勢(shì)能物體由于被舉高而具有的能量叫物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢(shì)

3、能重力勢(shì)能小實(shí)驗(yàn)小實(shí)驗(yàn) 1、與高度有關(guān)、與高度有關(guān) 2、與質(zhì)量有關(guān)、與質(zhì)量有關(guān) 1）同一物體從不同高度下落到自己手）同一物體從不同高度下落到自己手上，感覺上，感覺 2）不同質(zhì)量的物體從同一高度下落到）不同質(zhì)量的物體從同一高度下落到自己手上，感覺自己手上，感覺 探究得到的結(jié)論：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)GwmghcosGWmglmgh物體豎直下落物體豎直下落AhBm1h2h物體沿斜線運(yùn)動(dòng)物體沿斜線運(yùn)動(dòng)ABhmL2h1h12mghmgh12mghmgh6h1h2h3物體沿曲線運(yùn)動(dòng)物體沿曲線運(yùn)動(dòng)ABh2h1h

4、Ah 1mL L711coshmgmglW321WWWW321hmghmghmgWmgh21mghmgh )(321hhhmg由上述分析過程可得出怎樣的結(jié)論？由上述分析過程可得出怎樣的結(jié)論？思考：思考： 重力做功重力做功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置（高度差）有關(guān)（高度差）有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。1. 重力做功的點(diǎn)重力做功的點(diǎn)： 2. 重力做功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘重力做功的大小等于物重跟起點(diǎn)高度的乘積積mgh1與物重跟終點(diǎn)高度的乘積與物重跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2兩者兩者之差之差。即即：WG = mgh1 - mgh21.1.定義：物體的重力勢(shì)能

5、等于它所受重力與所定義：物體的重力勢(shì)能等于它所受重力與所處高度的乘積。處高度的乘積。2.2.公式：公式：3.3.單位：國(guó)際單位制中，焦耳單位：國(guó)際單位制中，焦耳(J)(J)。 4.4.重力勢(shì)能是重力勢(shì)能是標(biāo)量標(biāo)量，狀態(tài)量。，狀態(tài)量。5.5.重力勢(shì)能的變化重力勢(shì)能的變化 E EP P=mgh=mgh2 2-mgh-mgh1 1 Ep=mgh 重力做的功等于重力做的功等于“mghmgh”這個(gè)量的變化這個(gè)量的變化.在物理學(xué)中，在物理學(xué)中， “mghmgh”是一個(gè)有特殊意義的物理量是一個(gè)有特殊意義的物理量. 這這個(gè)物理量就是表示物體的個(gè)物理量就是表示物體的重力勢(shì)能。重力勢(shì)能。WG = mgh1 - m

6、gh2 = Ep1 - Ep214 重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系重力做功與重力勢(shì)能變化關(guān)系重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量 如果重力做如果重力做正功正功，重力勢(shì)能重力勢(shì)能減少減少，減少的重力減少的重力勢(shì)能等于重力對(duì)物體做的功勢(shì)能等于重力對(duì)物體做的功 如果重力做如果重力做負(fù)功負(fù)功，重力勢(shì)能重力勢(shì)能增加增加，增加的重力增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力做的功勢(shì)能等于物體克服重力做的功即即 WG = Ep（1）若）若h1h2,WG0, Ep1 Ep2,重力勢(shì)能減少重力勢(shì)能減少（2）若）若h1h2,WG0, Ep1 Ep2,重力勢(shì)能增加重力勢(shì)能增加功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的

7、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)水平面叫面叫參考平面參考平面把參考平面的高度取作零，在參考平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)能為面上的物體的重力勢(shì)能為0，稱參考平面為，稱參考平面為零勢(shì)能面零勢(shì)能面。 討論討論：重力勢(shì)能為零的物體是不是就沒重力勢(shì)能為零的物體是不是就沒有重力勢(shì)能？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)能具有具有相對(duì)性相對(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

8、究有關(guān)重力勢(shì)能的問題，因?yàn)樵谟嘘P(guān)的不同的，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，問題中，有確定意義的是重力勢(shì)能的差值，這個(gè)差值并不因選這個(gè)差值并不因選擇不同的參考平面而有所不同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，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)表示大小重力勢(shì)能的正負(fù)表示大小對(duì)選定的參考平面而言，上方物體對(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；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

9、勢(shì)能下方物體的高度是負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值。也是負(fù)值。重力勢(shì)能為負(fù)，表示物重力勢(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。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。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)能是誰具有的呢思考：重力勢(shì)能是誰具有的呢? 平常所說的平常所說的“物體物體”的重力勢(shì)能，只是一種習(xí)慣簡(jiǎn)的重力勢(shì)能，只是一種習(xí)慣簡(jiǎn)化的說法。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)的物體不只是重力

10、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。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1 1、關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解，可能正確的是、關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解，可能正確的是

11、( )( )CD2.關(guān)于重力勢(shì)能的幾種理解，正確的是關(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、重力勢(shì)能等于零的物體，一定不會(huì)對(duì)別的物 體做功體做功B、相對(duì)于不同的參考平面，物體具有不同數(shù)、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、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、放在地面

12、的物體，它的重力勢(shì)能一定等于零 BC 塔吊把一質(zhì)量為塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從距地面高為的物體，從距地面高為h1=10m的高度勻速運(yùn)到高為的高度勻速運(yùn)到高為h2=3m的地方，重力的地方，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？速或減速下降呢？(g=10m/s-2)解：重力做功為：解：重力做功為： WG=mg(h1-h2)=14000J重力勢(shì)能變化為：重力勢(shì)能變化為： EP=Ep2-Ep1=mgh2-mgh1=-14000J重力勢(shì)能減少了重力勢(shì)能減少了14000J重力做正功重力勢(shì)能減少重力做正功重力勢(shì)能減少物體由于發(fā)生了

13、彈性形變而物體由于發(fā)生了彈性形變而具有的能量。具有的能量。 彈性勢(shì)能與形變的大小有關(guān)；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)。彈性勢(shì)能與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)。（x 越大，越大，EP越大）越大）（k越大，越大，EP 越大）越大）olFolFololl k l FlWS面積在圖象中：-=拉力（變力）做功的計(jì)算方法：拉力（變力）做功的計(jì)算方法：微元法微元法彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系：彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系： 彈力做正功，彈性勢(shì)能減小；彈力做正功，彈性勢(shì)能減?。?彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增大。彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增大。彈性勢(shì)能的表達(dá)式彈性勢(shì)能的表達(dá)式: :221kxEP1.關(guān)于功和

14、能，下列說法正確的是（）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，就有多少能量物體做了多少功，就有多少能量D.功是能量的量度功是能量的量度 B2.下列關(guān)于動(dòng)能的說法，正確的是下列關(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、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、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其速度大小不變，動(dòng)能不變不變C、兩物體的質(zhì)量和動(dòng)能相等，則它們速度、兩物體的質(zhì)量和動(dòng)能相等，則它們速度必相同必相同D、物體

15、的動(dòng)能不變，說明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變、物體的動(dòng)能不變，說明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變Bv3 3、對(duì)于以下關(guān)于重力勢(shì)能結(jié)論正確的是（、對(duì)于以下關(guān)于重力勢(shì)能結(jié)論正確的是（ ）A.A. 甲物體所處位置比乙物體高，甲物體勢(shì)能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)能一定大于乙物體勢(shì)能B.B.甲物體質(zhì)量比乙物體質(zhì)量大，甲物體勢(shì)能一甲物體質(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)能定大于乙物體勢(shì)能 vC.C.重力做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定變小重力做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定變小 D.D.放在地面的物體它的重力勢(shì)能一定為零放在地面的物體它的重力勢(shì)能一定為零C4、一個(gè)人站在陽臺(tái)上，以相同的速率，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，重力氣阻力，則從拋出到落地的過程，重力勢(shì)能的變化量（勢(shì)能的變化量（ ）A.上拋小球最大上拋小球最大 B.下拋小球最大下拋小球最大C.平拋小球最大平拋小球最大 D.三球一樣大三球一樣大D小 結(jié)一一、重力做功的特點(diǎn)：、重力做功的特點(diǎn)： 與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān)二、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的二、重力勢(shì)能：地球上的物體具有的