高中一年級物理必修2第七章 機(jī)械能守恒定律4.重力勢能第一課時(shí)課件.ppt

1、2002年月日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少人失蹤。,美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為3050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個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。,（1）俄羅斯“和平號”空間站墜落時(shí)，為什么會燃燒？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？ （2）打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí)，為什么能把水泥打

2、進(jìn)地里? （3）水力發(fā)電站為什么要修那么高的大壩？,水電站,“和平號”空間站殘片,（4）在你的頭頂上方相同的高度，分別用細(xì)繩懸掛一個粉筆頭和7.5Kg的鉛球，你的感覺有何不同？,這是因?yàn)槲矬w一旦處在一定高度時(shí)，就具有了一定的能量。而當(dāng)它從所處的高處落下時(shí)，這些能量就會以做功的方式釋放出來。 初中已經(jīng)學(xué)過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。 那么重力勢能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個問題。,高度，重量,一、重力的功,類型1: 類型2: 類型3:,WGmghmgh1mgh2,WGmgl cosmghmgh1mgh2,WGmgh1mgh2mgh3 mgh mgh1mg

3、h2,結(jié)論,物體運(yùn)動時(shí)，重力對它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)（只跟它的初末位置的高度差有關(guān)），而跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān)。,WGmgh1mgh2,初態(tài)和末態(tài)的表達(dá)式均為“mgh”，可見“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。,二、重力勢能,1、物體的重力勢能等于它所受的重力與所處高度的乘積,EPmgh,2、重力勢能是標(biāo)量，單位是焦耳（J）,二、重力勢能,3、重力做功和重力勢能的關(guān)系：,WGmgh1mgh2,重力做的功,初態(tài)的重力勢能,末態(tài)的重力勢能,當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動時(shí)： 重力做正功，即WG，EP1EP2 重力勢能減小,當(dāng)物體由低處向高處運(yùn)動時(shí)： 重力做負(fù)功，即WG，EP1EP2 重力勢能

4、增大,重力做功對應(yīng)著重力勢能的變化,三、重力勢能的相對性,EPB=-3mgh,EPA=2mgh,EPB=-2mgh,EPA=0,EPA=-mgh,EPB=0,重力勢能具有相對性，為了比較勢能的大小我們通常選一個參考面，處在參考面的物體的重力勢能為0 ，參考面上方的物體的重力勢能是正數(shù)，參考面下方的物體的重力勢能是負(fù)數(shù)。,重力勢能的變化 EPBEPA -2mgh,說明,1、參考面（0勢能面）的選取是任意的。,3、通常選地面為參考面。,物體具有負(fù)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小。,2、選不同的參考面物體的重力勢能各不相同, 但對重力勢能的變化沒有影響。,E

5、P=-5J、-3J、0J、2J,4.如圖質(zhì)量為0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m請按要求填寫下表 (g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,10J,10J,-10J,-10J,選取不同的參考平面,物體重力勢能的數(shù)值不同,對一個確定的過程，WG和EP與參考面的選擇無關(guān),h1,h2,四、重力勢能的系統(tǒng)性,1、重力是物體與地球之間的作用力,2、重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)所共有的,一、重力做功及其特點(diǎn)： 與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的高度差有關(guān) 二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。 表達(dá)式： 三、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：

6、重力做正功，重力勢能減少 重力做負(fù)功，重力勢能增加 四、重力勢能是相對的 ，正負(fù)表示大小。 一般不加說明是以地面或題目中的最低點(diǎn)所在的平面作為零勢能參考面。,課堂訓(xùn)練,1、選擇不同的水平面作為參考平面，物體在某一位置的重力勢能和某一過程中重力勢能改變量( ) A.都具有不同的數(shù)值 B.都具有相同的數(shù)值 C.前者具有相同的數(shù)值，后者具有不同的數(shù)值 D.前者具有不同的數(shù)值，后者具有相同的數(shù)值,D,2.物體在運(yùn)動過程中，克服重力做功50J，則( ) A重力做功為50J B物體的重力勢能一定增加50J C物體的重力勢能一定減少50J D重力做功為-50J,BD,3.下列關(guān)于重力勢能的說法，正確的是(

7、) A重力勢能的變化只跟物體所處的初末位置有關(guān)，與物體實(shí)際經(jīng)過的路徑無關(guān) B重力勢能的變化，只跟重力做功有關(guān)，和其他力做功多少無關(guān) C重力勢能是矢量，當(dāng)重力對物體做正功時(shí)，物體的重力勢能減少 D重力勢能是物體和地球共有的，而不是物體單獨(dú)具有的,ABD,2、沿高度相同,長度和粗糙程度均不同的斜面把同一物體從底端拉到頂端,比較重力勢能的變化,正確的是（ ） A、沿長度大的粗糙斜面拉,重力勢能增加最多 B、沿長度小的粗糙斜面拉,重力勢能增加一定最少 C、無論長度如何,斜面越粗糙,重力勢能增加越多 D、幾種情況下,重力勢能增加一樣多,D,物體重力勢能的變化決定于重力做的功。 與物體所經(jīng)的路徑和斜面的粗

8、糙程度無關(guān)。,5、質(zhì)量m=50kg的人沿著長L=150m、傾角為30的坡路走上土丘，重力對他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力勢能變化了多少？（g取10m/s2） 解析：重力對他做的功為 WG= -mgLsin30 =50101500.5J =3.75104J 他克服重力所做的功為3.75104J 由WG=Ep得： 他的重力勢能增加了3.75104J,如圖質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h。若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢能及整個過程中重力勢能的變化分別是() Amgh mg(Hh) Bmgh mg(Hh) Cmghmg(Hh) Dmghmg(

9、Hh),D,2我國發(fā)射的“神舟”七號飛船在繞地球45圈后，于2008年9月28日勝利返航，在返回艙拖著降落傘下落過程中，其重力做功和重力勢能變化的情況為() A重力做正功，重力勢能減小 B重力做正功，重力勢能增加 C重力做負(fù)功，重力勢能減小 D重力做負(fù)功，重力勢能增加,A,3關(guān)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物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大 C一個物體的重力勢能從5 J變化到3 J，重力勢能變大了 D重力勢能的減少量等于重力對物體做的功,CD,關(guān)于繩子、鏈條類物體的重力做功問題,如圖所示，一條鐵鏈長為2 m，質(zhì)量為10 kg，放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？,答案：98 J增加了98 J,如圖所示，在光滑的桌面上有一根均勻柔軟的質(zhì)量為m、長為L的繩，其繩長的1/4懸于桌面下，從繩子開始下滑至繩子剛好全部離開桌面的過程中，重力對繩子做的功為_，繩子重力勢能的減少量為_(桌面離地高度大于L)。,如圖所示，在水平地面上平