统编人教版高中必修第二册物理《2 重力势能》集体备课ppt

表达式
EP mgh
三、重力做功与重力势能变化的关系
重力做正功，重力势能减少
重力做负功，重力势能增加
四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。
一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为
零势能参考面。
1、起重机以0.5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀 加速地沿竖直方向提升高度2m，则 1）起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？ 2）物体克服重力做功为多少？ 3）物体的重力势能变化了多大？
体静止。设液体密度为ρ，管的横截面积为S。 求：液体的重力势能变化了多少？
ρsgh2/4
4、如图：A的质量4M，B的质量1.5M，初位置A、B 重心等高。现由静止释放，A下降h时， 求：此过程中A、B系统的总重力势能减少多少？
系统总重力势能的减少：
∆EP减=2.5Mgh
A
B
5．如图8—53所示，光滑的水平桌面离地面高度为2L， 在桌的边缘，一根长L的匀质软绳，质量为m，一半搁 在水平桌面上，另一半自然悬挂在桌面上，放手后， 绳子开始下落。试问，当绳子下端刚触地时，绳子的 重力势能减少多少？
BD
3：以下说法是否正确？说明原因
√ A：物体受拉力作用竖直向上运动，拉力做功1J，
但物体重力势能增加可能不是1J。
× B：物体受拉力作用竖直向上匀速移动，拉力做功1J，
但物体重力势能增加不是1J。
× C：物体受拉力作用向上运动，重力做功-1J，
拉力做功4J，那么，物体重力势能增加不是1J。
√ D：物体沿粗糙面向下加速运动，重力做功1J，
力势能 力势能 力做功 势能变化
桌面 6J -4J
10J 减少10J
h2 B
地面 10J
0
10J 减少10J
►相对性：选取不同的参考平面,重力势能的数值不同
势能变化的特点：WG 和 △EP 与参考面的选择无关
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二、重力势能
4、重力势能的系统性 a)重力势能属于物体和地球组成的系统，重力是 系统内相互作用力。 b)通常说“物体的重力势能”是指物体和地球组成 的系统的重力势能。
1、5J
2、295J
3、 如图，物体A质量为m，B质量为2m，下面轻弹 簧劲度系数为K1，上面轻弹簧劲度系数为K2，两个弹 簧与物体A、B相连接置于水平桌面上静止。现将物体 B缓慢上提，当下面的弹簧恰离开桌面时，物体A、B 的重力势能增加各是多少？
B
A增加 3m2g2/k1
B增加 2mg(3mg/k1+3mg/k2)
2、重力做功等于重力势能的减少量，即E初-E末
WG = Ep1 - Ep2 = - (Ep2- Ep1) =-△EP
重力做功WG 重力势能EP 重力做功和重力 (正、负） （增加、减少） 势能变化的关系
物体
上升
负
物体
下降
正
增加 减少
物体克服重力 做的功等于重 力势能的增加
重力做的功等于 重力势能的减少
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二、重力势能
1、重力势能的表达式
EP mgh
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的重心的高度，单位：米（m） Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J） 2、定义：物体的重力势能等于物体的重量和它的
高度的乘积．
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思考如何计算重力势能
mgh
mgh1 mgh2
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一：重力的功的特点
物体从A落到B的过程中,重力做功
A
Δh
WG mgh
B
h1
h2
mgh1 mgh2
结论：重力做功与路径无关,只跟 始末位置的高度差
“mgh”是一个有特殊意义的物理量. 用这个物理量表示物体的重力势能。
克服摩擦力做功0.5J，那么，物体重力势能 减少一定是1J
4、关于重力势能的几种理解，正确的是 BCD
A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体 做功
B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的 重力势能，因此重力势能具有相对性。
C、如图，同一高度释放质量相同甲、乙两球，对 同一参考面，刚释放时它们的重力势能的值一定相 等。
11mgL/8
6、 如图，物体质量为m，轻弹簧劲度系数为K， 与物体相连接置于水平桌面上静止。现将物体缓 慢上提，当弹簧恰离开桌面时，物体的重力势能 增加多少？
m2g2/k
难点训练：
1、如图U形管，左端开口右端用盖子封闭，内装 有密度为ρ的液体，左侧横截面积3S，右侧横截 面积S，最初液面高度差为H。撤去盖子后，最终 管内水静止。求重力势能的减少量。
mgh1 mgh2
B
h2
B:物体沿斜线运动 WG mgl cos
mA
θ
mgh
h
h1
h2
6
L
C
mgh1 mgh2
一：重力的功的特点
C:物体沿曲线运动
m
A
θ
△h 1
L
A
h1 h
h2
Δh1
Δh2 Δh3
微 元
法
C
W1 mgl cos mgh1
W W1 W2 W3
W
mmgg(hh11mgh2 h2h3mg) h3
注意：势能是标量．+、–表示大小．
例： +5J>+1J>0>-1J>-5J
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例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以
上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高 h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
A h1
参考 小球在 小球在 A-B过程 A-B过程 平面 A点重 B点重 小球重 小球重力
3、重力势能是标量，具有相对性（高度具有相对性） a)需要先选定参考平面，H=0，重力势能也为 零，称零势能参考面
b)► 重心在参考面上方的物体的高度是正值， 重力势能也是正值；
c)► 重心在参考面下方的物体的高度是负值， 重力势能也是负值。
d)► 参考平面的选取是任意的 .通常选大地为参考 面;比较势能大小，要选相同参考面。
A
=6m2g2(1/k1+1/k2)
高处的水、重锤具有能量—重力势能
重力势能
物体由于被举高而 具有的能量
猜想：重力势能和哪些因素有关？
1、与高度有关 2、与质量有关
探究方法：怎样研究重力势能的表达式？ 思路：功是能量变化的量度
方法：研究重力做功的特点，找出重力势能的表达式
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一：重力的功的特点
A:物体竖直下落
m
A
h
h1
wG mgh
• 物体质量3kg，距离桌面高度0.5m，距离室 内天花板2.0m，距离室外地面11.0m。 请用所给的数据，计算重力势能
注意：
规定零高度或零势能的位置，才能计算重力势能。
要说明选定的零势能参考面
同一物体，选不同零势能参考面， 计算结果不同，会有正数也有负数
通常规定地面为零高度或零势能的位置
二、重力势能
3ρgsH/8
2．如图所示，质量分别为M 和m 的两物块用细绳 通过光滑定滑轮连接，m放在倾角为θ的光滑斜面上， 斜面固定不动，物块M 能沿杆AB无摩擦地下滑．已知 M=10kg，m=1kg，θ=30°，A、O间的距离L=4m． 求：1、M从A点由静止开始下滑h=3m时，m的重力势
能增加多大？ 2、M、m系统的总重力势能减少了多少？
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1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正 确的是： ABD
A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一 定减少；
B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定 增加；
C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确 定的值；
D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。
2、物体在运动过程中，克服重力做功为 50J，外力做功60J，则说法正确的是： A、重力势能增加为10J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的重力势能一定增加60J； D、重力做了50J的负功。
D、对同一参考面，两球在最低点时，甲球重力势
能一定大于乙球。
甲
乙
8.2重力势能第二节
计算重力势能
一、重力做功的特点：
与路径无关，只与起点和终点的高度差有关
WG mgh mgh1 mgh2
WG EP1 EP2 =-（EP2 -EP1）=- EP
二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。
8.2 重力势能
复习：
功------物理意义： 量度能量转化的物理量
公式： W=FScosα J 标量 正功---力是动力 负功---力是阻力
功率-----物理意义：
量度力做功的快慢， 即能量转化的快慢。
公式： P=W/t=FV w 标量
（1）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进 地里? （2）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
势能： 相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量叫做势能（potential energy）。 势能属于相互作用的系统所具有。
弹簧各部分间有相互作用力，弹簧具有“弹性势能” 分子间有相互作用力，组成的系统具有“分子势能” 电荷间有相互作用力，组成的系统具有“电势能”
三、重力做功与重力势能变化的关系
1、重力做功量度重力势能的变化，与其它力 是否存在、是否做功无关
21000J
20000J
增加20000J
2、将棱长1m、质量为10kg的正方体，置于水平地面。 求：1)地面为参考面，此时物体的重力势能多大？ 2)若绕它的一个棱翻转一周，克服重力做功 的最小值是多少？ g=10m/s2
1、50J
2、20.7J
3．如图所示，U 形管内装有同种液体，在管口右端用盖 板密封，两液面的高度差为h，U 形管内液柱的总长度为 4h，U 形管的横截面积处处相等，现拿走盖板A，最终液