4.3重力勢(shì)能課件

重力勢(shì)能

彈性勢(shì)能新知導(dǎo)入新知講解課堂練習(xí)新知導(dǎo)入思考：打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí)，可以把水泥樁打進(jìn)地里，為什么?打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí)，重錘具有重力勢(shì)能。初中我們已經(jīng)定性地學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢(shì)能就越大。這一節(jié)我們來進(jìn)一步定量地研究重力勢(shì)能。新知講解一、重力做的功功與能是兩個(gè)密切聯(lián)系的物理量。物體的高度發(fā)生變化，重力勢(shì)能發(fā)生變化，重力要做功。物體被舉高時(shí)重力做負(fù)功，勢(shì)能增大。物體下降時(shí)重力做正功，勢(shì)能減??；新知講解例1（1）設(shè)一個(gè)質(zhì)量為m的物體，從與地面高度為h1

的位置A，豎直向下運(yùn)動(dòng)到高度為h2

的位置B，求這個(gè)過程中重力做的功。mgΔhh1h2ABWG

＝mgΔh＝mgh1

－mgh2新知講解（2）如圖所示，質(zhì)量為m的物體從上向下運(yùn)動(dòng)，沿著一個(gè)斜面向下運(yùn)動(dòng)到B′，再水平運(yùn)動(dòng)到B，高度由h1

降為h2

。求這個(gè)過程中重力做的功。h2Δhh1BB′θAmg物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離是l，在這一過程中重力做的功是：WG

＝（mgcosθ）l

＝mgΔh＝mgh1

－mgh2上面情況中，盡管物體運(yùn)動(dòng)的路徑不同，但高度的變化是一樣的，而且重力做的功也是一樣的。新知講解從B′沿水平方向運(yùn)動(dòng)到B的過程中，重力不做功。即這個(gè)過程中重力做的功：WG＝mgh1

－mgh2新知講解1、重力做功的特點(diǎn)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。h1，h2分別代表始、末兩個(gè)位置的高度。WG=mgh1

－mgh22、重力的功功等于物體所受的重力跟起點(diǎn)高度的乘積mgh1

與跟終點(diǎn)高度的乘積mgh2

兩者之差。新知講解二、重力勢(shì)能定義：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能。2.決定重力勢(shì)能大小的相關(guān)因素：物體的重力勢(shì)能的大小跟物體的質(zhì)量和所在的高度有關(guān)3.大小:E=mgh;

單位：焦耳（J），是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國(guó)際單位制中都是焦耳，符號(hào)為J。1J＝1kg·m·s-2·m＝1N·m新知講解3、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系重力做功與重力勢(shì)能：WG＝Ep1－Ep2其中Ep1

表示物體在初位置的重力勢(shì)能，Ep2

表示物體在末位置的重力勢(shì)能。（1）重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做了多少正功，重力勢(shì)能就減少多少。WG＝Ep1－Ep2

WG>0，Ep1>Ep2新知講解（2）重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，物體克服重力做了多少功，重力勢(shì)能就增加多少。（3）重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量WG<0，Ep1<Ep2WG＝Ep1－Ep2

WG＝Ep1－Ep2=-△Ep物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)重力勢(shì)能增加vG新知講解總結(jié)：物體上升，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能Ep增加，物體克服重力做的功等于重力勢(shì)能的增加。物體下降，重力做正功，重力勢(shì)能Ep減少，物體重力做的功等于重力勢(shì)能的增減少。新知講解若重力做的功與路徑有關(guān)，即對(duì)應(yīng)于同樣的起點(diǎn)和終點(diǎn)，重力對(duì)同一物體所做的功，隨物體運(yùn)動(dòng)路徑的不同而不同，我們還能把mgh叫作物體的重力勢(shì)能嗎？為什么？參考答案：如果重力做的功與路徑有關(guān)時(shí)，我們不能把mgh叫作物體的重力勢(shì)能。因?yàn)橹亓ψ龉?duì)應(yīng)著重力勢(shì)能的改變。當(dāng)重力功與路徑有關(guān)時(shí)則h不能與重力的位移相對(duì)應(yīng)，不能稱為重力勢(shì)能。思考討論新知講解三、重力勢(shì)能的相對(duì)性由于高度具有相對(duì)性，所以重力勢(shì)能也具有相對(duì)性。1、參考平面物體的重力勢(shì)能總是相對(duì)于某一水平面來說的，這個(gè)水平面叫作參考平面，物體的重力勢(shì)能取為0。注意：零勢(shì)能面可任意選擇的，選擇哪個(gè)平面為參考平面，可視研究問題的方便而定，通常選擇地面或較低的位置作為參考平面。新知講解以二樓的地面作為參考平面，二樓房間里A處的物體具有正的重力勢(shì)能，一樓房間里B處的物體具有負(fù)的重力勢(shì)能。AB參考平面2、重力勢(shì)能的正負(fù)（1）在參考平面上方的物體，重力勢(shì)能是正值；（2）在參考平面下方的物體，重力勢(shì)能是負(fù)值。新知講解例題：質(zhì)量為3kg的物體放在高4m的平臺(tái)上，g取10m/s2，求：（1）以平臺(tái)為參考平面，物體的重力勢(shì)能是多少？（2）以地面為參考平面，物體的重力勢(shì)能是多少？（3）物體從平臺(tái)落到地面上，重力勢(shì)能變化了多少？重力做功是多少？4m新知講解【分析】（1）（2）重力勢(shì)能的計(jì)算公式為EP=mgh，h是物體相對(duì)于參考平面的高度，根據(jù)這個(gè)公式直接計(jì)算。（3）重力做功只與物體的初末位置有關(guān)，與路徑無關(guān)，且重力做功和重力勢(shì)能變化數(shù)值相等?！窘獯稹浚?）小球放在平臺(tái)上，相對(duì)于平臺(tái)表面的重力勢(shì)能是0．（2）小球相對(duì)于地面的高度為：h=4m，相對(duì)于地面的重力勢(shì)能是：EP=mgh=3×10×4J=120J（3）小球從平臺(tái)落到地面，則在整個(gè)過程中，高度下降h=4m，重力勢(shì)能減少量為：△EP=mgh=3×10×4J=120J則重力勢(shì)能減少是：△EP=120J答：（1）小球相對(duì)于平臺(tái)表面的重力勢(shì)能是0；（2）小球相對(duì)于地面的重力勢(shì)能是120J；（3）物體從平臺(tái)落到地面上，重力勢(shì)能減少120J，重力做功是120J。新知講解新知講解說明：1、重力勢(shì)能是相對(duì)的，大小與零勢(shì)能位置的選擇有關(guān)，而重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的，它與零勢(shì)能位置無關(guān),其變化值是與重力對(duì)物體做功多少有關(guān)。2、重力勢(shì)能是由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定的，是物體和地球所組成的系統(tǒng)所具有的新知講解四、彈性勢(shì)能1、物體由于發(fā)生彈性形變每個(gè)物體的各部分之間都有力的相互作用，這樣的力叫做彈力。拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧正在擊球的網(wǎng)球拍撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的竿新知講解2、彈性勢(shì)能發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于彈力的相互作用而具有的勢(shì)能，叫做彈性勢(shì)能。3、彈性勢(shì)能跟形變的大小有關(guān)系（1）在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能跟彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度有關(guān)。被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，恢復(fù)原狀過程中對(duì)外做的功就越多，彈簧的彈性勢(shì)能就越大。（2）彈簧的彈性勢(shì)能還跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)。不同的彈簧發(fā)生同樣大小的形變，勁度系數(shù)越大，彈簧恢復(fù)原狀過程中對(duì)外做的功就越多，因而彈簧的彈性勢(shì)能就越大。4、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系（1）彈簧彈力做正功：彈性勢(shì)能減少。（2）彈簧彈力做負(fù)功：彈性勢(shì)能增加。新知講解新知講解勢(shì)能也叫位能，與相互作用的物體的相對(duì)位置有關(guān)。重力勢(shì)能是由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定的，彈性勢(shì)能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對(duì)位置決定的。勢(shì)能課堂練習(xí)1、關(guān)于重力勢(shì)能，下列說法中正確的是（）A．某一物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定B．重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功C．一個(gè)物體的重力勢(shì)能從-5J變化到-3J，重力勢(shì)能減少了D．物體與零勢(shì)能面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大B課堂練習(xí)2、物體在運(yùn)動(dòng)過程中，重力做功50J，則下列說法正確的是（）A．物體的高度一定是降低了B．物體的高度一定是升高了C．物體的重力勢(shì)能一定是50JD．物體的重力勢(shì)能一定增加50JA課堂練習(xí)3、關(guān)于重力勢(shì)能，下列說法正確的是（）A．重力勢(shì)能的大小只由重物本身決定B．一物體的重力勢(shì)能從-6J變?yōu)?2J，重力勢(shì)能變小了C．在地面