重力勢能探究彈性勢能表達式課件

關于重力勢能探究彈性勢能表達式第1頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三4重力勢能第2頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三學習目標1.體驗課本下落實驗過程重力做功的變化，運用邏輯推理找到重力做功的特點及做功與重力勢能的關系2.結合生活實例說出重力勢能的相對性和重力勢能是物體和地球系統(tǒng)共有的3.類比重力勢能的探究過程，總結出彈性勢能的表達式第3頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三探究學習疑問區(qū)

探究重點：1.重力勢能的特點2.彈性勢能的表達式預習案3G4探究案二1

G1預習案1G2前黑板后黑板探究案一1G6探究案三G8第4頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三2002年９月２１日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少１００人失蹤。雪崩2（一）實例展示初步感知第5頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

美國內華達州亞利桑那隕石坑。它是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米／秒，爆炸力相當于美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。強烈的撞擊在地面上產(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。

3隕石坑（一）實例展示初步感知第6頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

由以上實例可以知道，物體一旦處在一定高度時，就具有了一定的能量。而當它從所處的高處落下時，這些能量就會以做功的方式釋放出來。

重力勢能物體由于處在一定的高度而具有的能量是什么能量呢？這種能量的大小與哪些因素有關呢？想一想（一）實例展示初步感知第7頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

用自己的課本做如下實驗，根據(jù)感覺體會物體的重力勢能與什么因素有關？

1、與高度有關。位置越高，重力勢能越大。

2、與質量有關。質量越大，重力勢能越大。（1）同一課本從不同高度下落到自己手上，感覺?

?

?

（2）不同質量的課本從同一高度下落到自己手上，感覺?

?

?結論：（二）親身體驗加深認識做一做第8頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三Δh思考與討論：如圖，質量為m的小球從高為h1的初位置沿三種不同的路徑運動到高為h2的末位置。請計算三種情況下重力做的功分別是多少？根據(jù)計算結果你能總結出重力做功的特點嗎？探究一、重力做功的特點W1=?W2=?W3=?第9頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三θLh1h2Δh……△h1△h2△h3△h4AAABBB豎直下落沿斜線運動沿曲線運動W1=mgΔh=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2

W2=mgLcosθ=mgΔh=mg(h1－h(huán)2)

=mgh1－mgh2微元法

W3=第10頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

可見,重力做的功等于“mgh”這個量的變化.在物理學中，“mgh”是一個由特殊意義的物理量.就用這個物理量表示物體的重力勢能。△hh2h1AB物體從A落到B的過程中,重力做功重力做功與路徑無關,只跟始末位置的高度差有關第11頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三2、表達式：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。3、單位：4、重力勢能有無方向？

閱讀課本，明確以下問題：Ep=mgh焦耳，符號為J無方向，是標量。重力勢能第12頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三探究二、重力做功和重力勢能變化的關系物體向下運動，重力做

功，重力勢能

。物體向上運動，重力做

功，重力勢能

。判一判：如上圖，當物體向上或向下運動時，重力做什么功？重力勢能如何變化？請完成以下填空，自主回答。正減少負增加第13頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三①如果重力做正功，WG>0，則EP1>EP2，重力勢能減少，重力對物體做的功等于重力勢能的減少量。②如果重力做負功，WG<0，則EP1<EP2，重力勢能增加，物體克服重力做的功等于重力勢能的增加量重力做功對應重力勢能的改變，重力做了多少功就有多少重力勢能發(fā)生改變。重力做功的表達式為：探究二、重力做功和重力勢能變化的關系第14頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

腦筋急轉彎：

人從五樓窗臺上跳下來，為何平安無事？向里跳到五樓的地板上。算一算：若人的質量為50kg,五樓窗臺距五樓地面的高度為1m，距樓外地面的高度為16m，g=10m/s2。則：1、相對五樓地面，人的重力勢能是多少？2、相對樓外地面，人的重力勢能是多少?500J8000J第15頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

練一練:如圖有一個質量0.5kg的小球從桌面以上高h1=1.2m的A點落到地面上的B點，桌面的高為h2=0.8m。請按要求填寫下表(g=10m/s2)。6Jh1h2AB?選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同－4J10J減少10J10J0J10J減少10J?WG、△Ep與參考面的選取無關。比較、分析表格中的數(shù)據(jù)，有何特點？探究三、重力勢能的相對性第16頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三想一想：重力勢能跟重力做功密切相關，如果沒有了重力，物體還有重力勢能嗎？探究4、重力勢能的系統(tǒng)性沒有！溫馨提示：

嚴格地說，重力勢能是地球與物體所組成的“系統(tǒng)”所共有的，平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種簡化的說法。第17頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三一、彈性勢能發(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，而具有勢能，這種勢能叫做彈性勢能。彈簧的彈性勢能可能與哪些物理量有關？第18頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三1.猜想與假設與彈簧的形變量有關

?與彈簧的勁度系數(shù)有關?2.設計實驗方案3.實驗方法控制變量法二、彈性勢能與什么有關第19頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三彈簧的彈性形變量越大，彈性勢能越大。彈簧的勁度系數(shù)（硬度）越大，彈性勢能越大。第20頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三彈簧的彈性勢能與形變量l

和勁度系數(shù)k

有關，那么，具體的表達式是什么？第21頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

彈簧彈性勢能和形變量是正比關系嗎？

重力勢能與高度成正比關系第22頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三彈性勢能的表達式可能會是怎樣的？猜想與假設你能用所學的知識初步判斷上面給出的彈性勢能的表達式最有可能是哪個嗎？

聯(lián)系重力勢能，如果要證明你的“猜想”，你該怎么辦？第23頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三

轉化法：緩慢拉動的過程中，拉力做的功等于克服彈力所做的功，等于彈性勢能的增加量

直接分析彈力做功，從而得到彈性勢能與彈力的關系可行嗎？怎樣解決這個難題？第24頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三Δl1…Δl2ΔlnF=F彈=

kllW1=F1

Δl1W2=F2

Δl2W3=F3

Δl3……W=W1+W2+W3+……F是恒力嗎？怎樣計算F做的功？F這個式子怎樣求和？第25頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三v0vOttv4t1t2t3t4v3v2v1v0vOttv0vOttv0vOttv0vOtt聯(lián)想：勻變速直線運動的位移與速度的關系第26頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三F拉lF拉OllΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4F2F3F4F5F1

拉力所做的功等于圖線與橫軸所圍的面積！F拉

=kl對應：拉力做功與彈簧伸長的關系第27頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三F拉l三、彈簧彈性勢能的表達式(1)l

為彈簧的伸長量或壓縮量，k

為彈簧的勁度系數(shù);(2)一般規(guī)定彈簧在原長時，彈簧的彈性勢能為零;(3)彈形勢能具有相對性，一般相對彈簧原長時的彈性勢能;(4)彈形勢能具有系統(tǒng)性。第28頁，講稿共31頁，2023年5月2日，星期三彈簧彈力做正功，彈性勢能減少彈簧彈力做負功，彈性勢能增加四、彈簧彈力做功與彈性勢能變化的關系OABO

點為彈簧的原長彈簧彈力做正功，彈性勢能減少彈簧彈力做負功，彈性勢能增加彈簧彈力做正功，彈性勢能減少彈簧彈力做