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7.4重力势能优质课课件

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新人教版物理必修二7.4 重力势能 课件 (共16张PPT)

新人教版物理必修二7.4 重力势能 课件 (共16张PPT)
7.4重力势能
一.重力做功 当物体的高度发生变化时，重力要做功。
物体下降时： 重力做正功。 物体被举高时： 重力做负功。
一、重力做功的特点
物体竖直下落 从 A 到 B
A
h h1
B h2
WG=mgh
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
物体沿斜线运动 从 A 到 C
A
θ
L
h
h1
h2
WG=mgLcos θ C =mgh
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
重力做功的特点:
重力做功与物体运动的路径无关， 只跟它的起点和终点的位置（高度） 有关，即重力做功数值等于重力与高 度差的乘积。
WG = mgh1 - mgh2
二.重力势能 (1)物体的重力势能等于它所受重力与所
处高度的乘积。
Ep=mgh
(2)在国际单位制中的单位：焦耳(J)
(3)重力势能是标量，状态量。
(计算重力势能之前需要先选定参考平面。) ❖ 参考平面选择的任意性
(在参考平面，物体的重力势能为零。参考平面的选取 是任意的，一般选地面为参考平面 )
❖ 重力势能变化的绝对性

课件4：7.4重力势能

课件4：7.4重力势能

铁链重力势能的变化还可由初、末状态的重力势能来分
析．设铁链初态所在水平位置为零势能参考平面，则 Ep1＝0， Ep2＝m2gl，铁链重力势能的变化量 ΔEp＝Ep2－Ep1＝12mgl＝
1 2×10×10×2
J＝100
J，即铁链重力势能增加了
100
J.
答案：100 J 增加了100 J
名师归纳：重力势能具有相对性，其值与参考平面的选择 有关；而重力势能的变化具有绝对性，与参考平面的选择无 关．在解题过程中需要注意：
解析：重力势能具有相对性，重力对物体所做的功等于物 体重力势能的变化量，即WG＝－ΔEp，故A、B正确；重力势 能等于零，只能说明物体在参考平面上，不影响其对别的物体 做功，故C错；对于D选项，物体匀速上升，手的支持力大小 等于物体的重力，二者移动的距离相同，所以手的支持力做的 功等于克服重力做的功，又WG＝－ΔEp，故手的支持力做的功 也等于物体重力势能的增加量，而不是等于二者的和，故D 错．
问题2、重力做功与重力势能变化的关系
设A、B两点为物体在运动过程中所经历的 两点(如图所示)．
若从B点运动到A点，则WG＝－mgh(重力 对 物 体 做 负 功 mgh) ； 从 能 量 的 角 度 ， ΔEp ＝ mgh(重力势能增加mgh).
若从A点运动到B点，则WG＝mgh(重力对物体做正功mgh)； 从能量的角度，ΔEp＝－mgh(重力势能减少mgh)．
重力做功WG＝mghcos 180°＝－mgh，即物体克服重力做 功为mgh.
又因为WG＝Ep1－Ep2＝－mgh，所以WG<0，Ep1<Ep2，即
物体的重力势能增加了mgh.
答案：拉力做功 3 mgh 克服重力做功mgh 重力势能增

新人教版物理 必修2 7.4重力势能-课件(人教必修2) (共30张PPT)

新人教版物理 必修2 7.4重力势能-课件(人教必修2) (共30张PPT)

解析：重力做功只与物体初、末位置的高度差有关，与其 运动路径、运动方式均无关，故D正确。 答案：D
[自学教材] 1．重力势能 (1)特点：与物体相对地球的 位置(或高度) 有关。 (2)大小：等于物体所受重力与所处 高度 的乘积，表达
式为Ep＝ mgh 。 (3)单位： 焦耳 ，与功的单位相同。 (4)重力做功与重力势能变化的关系：WG＝ Ep1－Ep2 。
1．重力做功的特点 (1)只跟物体运动的 起点 和 终点 的位置有关，而跟物体 运动的 路径无关。 (2)物体下降时重力做 正功，物体被举高时重力做 负功。 2．重力做功的表达式 WG＝ mgh1－mgh2 ，其中h1、h2分别表示物体起点和终 点的高度。
[重点诠释] 1．重力做功的理论研究
如图 7－4－1 所示，质量为 m 的物
解析：根据WG＝Ep1－Ep2知，物体克服重力做的功等于重 力势能增加量，A项正确。根据重力做功的特点知，从同 一高度抛出物体到落地的过程中，重力做功相等，因而重 力势能的减少量也相等，B项正确。重力势能的数值依赖 于参考平面的选取，重力势能为零的物体，完全可以对别 的物体做功，C项错误。用手托住物体匀速上升时，手的 支持力等于物体的重力，手的支持力做的功等于物体克服 重力做的功，也等于物体重力势能的增加量，D项错误。 答案：AB
块沿①、②、③三条不同的路径从
A 运动到平面 OB 上。
沿①路径，重力做的功 W1＝mgh， 沿②路径，重力做的功
W2＝mgsin
h α·sin
α＝mgh。
图7－4－1
沿③路径，我们可以把整个路径分成许多很短的间隔， 每小段曲线的长度都很小，它近似可以看成是一段倾斜的 直线，设每小段的高度差为Δh1、Δh2、Δh3、…整个路径重 力所做的功等于每小段上重力所做功的代数和W总＝mgΔh1 ＋mgΔh2＋…＝mgh。

(人教版)物理必修二：7.4《重力势能》ppt课件

(人教版)物理必修二：7.4《重力势能》ppt课件
【例3】 如图7－4－2所示，桌面
4 重力势能
距地面的高度为0.8 m，一物体 质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m 的支架上，求 (1)以桌面为零势能参考平面，计 算物体具有的重力势能，并计算 图7－4－2
物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ (2)以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能， 并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ (3)以上计算结果说明什么？
课堂讲义
则两物体的重力势能均为0.
预习导学
预习导学
4 重力势能
一、重力做功的特点 由W＝Flcos α可知，重力做功的大小由重力大小和重力方 向上位移的大小即高度差决定，与其他因素无关，所以只 要起点和终点的位置相同，不论沿着什么路径由起点到终
点，重力所做的功相同．
预习导学
课堂讲义
预习导学
【例1】某游客领着孩子游泰山时，孩子 不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚 到了山脚下的B点，高度标记如图7－4
不一定．判断物体运动过程中重力是否做功，主要是
看运动的初、末位置是否在同一高度上，若初、末位置在同 一高度上，则重力不做功；若初、末位置不在同一高度上， 则重力做功．
预习导学
课堂讲义
预习导学
4 重力势能
二、重力势能 被举高 而具有的能量叫做重力势能． 1．定义：物体由于_______ 重力 与所处_____ 高度 的乘 2．大小：物体的重力势能等于它所受_____ mgh ． 积，表达式为Ep＝_____
预习导学 高中物理 · 必修2· 人教版
4 重力势能
4 重力势能
预习导学
课堂讲义
预习导学
4 重力势能
[目标定位]
1.知道重力做功与路径无关的特点．理解重力势

人教版高一物理必修二课件-7.4重力势能

人教版高一物理必修二课件-7.4重力势能
课后作业
P66 1、4
谢谢
课堂小结
特点：跟起点和终点的 位置有关,跟路径无关
WG=mgh=mgh1-mgh2
重力势能
Ep=mgh 标量 相对性 系统性
重力做功
关系
WG = Ep1 － Ep2
课后探究
如果重力做的功与路径有关，即对应于同 样的起点和终点，重力对同一物体所做的功， 随物体运动路径的不同而不同，我们还能把 mgh叫做物体的重力势能吗？为什么？
A
A
A
mg B
l θ mg B
mg
B
h h1
h2
课堂探究
如图，质量m=0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点
下落到地面的B点，桌面高h2=0.8m。(g=10m/s2)
A h1
参考 小球在 小球在 下落过程 下落过程小 平面 A点重 B点重 小球重力 球重力势能
力势能 力势能 做的功 的变化
地面 10J
0
10J 减少 10J
h2
桌面 6J
-4J 10J 减少 10J
B
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
对一个确定的过程， WG 和△EP与参考面的选择无关
如果下落时有空气阻力，表格中的数据是否应该改变？
课堂检测
如图，质量为m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3 的位置，在空中达到的最高点2的高度为h。 (1)足球由位置1运动到位置2时，重力做了多少功？足球 克服重力做了多少功？足球的重力势能增加了多少？ (2)足球由位置2运动到位置3时，重力做了多少功？足球 重力势能减少了多少？ (3)足球由位置1运动到位置3时，重力做了多少功？足球 重力势能变化了多少？
=mgh1-mgh2

人教版物理必修二7.4 重力势能 课件 (共26张PPT)

人教版物理必修二7.4 重力势能 课件 (共26张PPT)
17
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)
参考 小球在 小球在 下落过程 下落过程
平面 A点重 B点重 小球重力 小球重力
A
力势能 力势能 做功 势能变化
h1 桌面 6J
-4J
10J
-10J
地面 10J
1、重力做功特点：
点和终重点力的对位物置体有做重关功力。与做路m径功g(无的h关1特，h点只2)与: 它的起
2、重力做功：
mgh1mghA2
WGmg1hmg2 h
h
B
h1
h2
1、如图所示，设想你要从某座高楼的第10层 下到第3层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走 下．两种方式下楼，重力对你做的功是否相等？
•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得再没有什么事情需要学习，于是他们不进则退。经验丰富的人读书用两只眼睛，一只眼睛看到纸面上的话，另 一眼睛看到纸的背面。2022年4月10日星期日2022/4/102022/4/102022/4/10 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。2022年4月2022/4/102022/4/102022/4/104/10/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/102022/4/10April 10, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
重力势能减少 Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J
重力做正功重力势能减少； 重力所做的功等于重力势能的减少量。
请同学们完成
3、 塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=3m的高 度匀速运到高为h2=10m的地方，重力做了多少功？物体的重力势 能如何变化？ (g=10m/s-2)

人教版高中物理必修2-7.4 重力势能-课件(共24张PPT)

人教版高中物理必修2-7.4 重力势能-课件(共24张PPT)
问题1：三种情况下重力做的功分别是多少？
A 竖直下落
h h1 WG=mgh
B
=mg(h1－h2)
h2
=mgh1－mgh2
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沿斜线运动
θ L
h h1
B
h2
WG=mgLcosθ =mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
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明确课题、合作探究
物体由于被举高 而具有
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重力做的功等于“mgh”这个量的变化。在物理学中， “mgh”是一个有特殊意义的物理量。就用这个物理 量表示物体的重力势能。

7.4重力势能课件人教版必修2

7.4重力势能课件人教版必修2

6．盘在地面上的一根不均匀的金属链重30 N，长1 m， 从甲端缓慢提起至乙端恰好离地面时需做功10 J，如果改 从乙端提起至甲端恰好离地面需做功 J．
（g取10 m/s2）
解析：设链子两端分别为甲、乙，链子的重心距甲端x m，距乙端y m，则x+y=1 m
提甲端，重心需提高y m，W甲=mgy=10 J 提乙端，重心需提高x m，W乙=mgx 所以W甲+W乙=mg（x+y）=30×1 J=30 J 所以W乙=20 J． 答案：20
重力势能是我 自己的！
总结：物体重力势能与重力有关，而重力是地球与物体间的 相互作用力，若离开了地球，就谈不上重力，所以，重力势 能是物体与地球所组成的“系统”所共有的。
一、重力做功：与起点和终点的位置有 关．与物体的路径无关．
二、重力势能：物体的重力势能等于它所受 的重力和所处高度的乘积．
三、重力势能的相对性 重力势能与参考平面的选取有关．但重力势 能的变化量与参考平面的选取无关． 四、重力势能的系统性 势能是物体和地球所共有的．
解析：由于链条不在同一水平面内， 计算重力势能要将链条分为两段： 2/3在桌面上，其重力势能为： Ep1=m1gh321= ×2.4×10×1.0 J=16 J
1/3吊在桌边，其重心高度 h2=1.0-0.3 m=0.7 m， 则Ep2=m2gh2=×2.4×10×0.7 J=5.6 J， 所以Ep=16+5.6 J=21.6 J.
雪 崩
美
陨
国 内
石
华 达
坑
州 亚
利
桑
那
美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，
一颗直径约为30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重 约50万千克、速度达到20千米／秒，爆炸力相当于2000万千克 TNT，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上 产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中 可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。
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探究二、重力做功和重力势能变化的关系
重力做功的表达式为： WG mgh mgh 1 2
WG Ep1 Ep 2 Ep
①如果重力做正功，WG>0，则EP1>EP2，重力势能减少，
重力对物体做的功等于重力势能的减少量。
②如果重力做负功，WG<0，则EP1<EP2 ，重力势能增加，
物体克服重力做的功等于重力势能的增加量
重力做功对应重力势能的改变，重力做了多 少功就有多少重力势能发生改变。
脑筋急转弯：
人从五楼窗台上跳下来，为何平安无事？
向里跳到五楼的地板上。
算一算：若人的质量为50kg,五楼窗台距五楼地面
的高度为1m，距楼外地面的高度为16m，g=10m/s2。 则： 1、相对五楼地面，人的重力势能是多少？ 500J 2、相对楼外地面，人的重力势能是多少? 8000J
三、学以致用 巩固提高
4、一质量为5kg的小球从5m高处下落, 碰撞 地面后弹起, 每次弹起的高度比下落高度低1m, 求:小球从下落到停在地面的过程中重力一共 做了多少功? (g=9.8m/s2)
解: 小球下落高度为5m
WG mgh
=5 x 9.8 x 5J =245J
重力做功与路径无关
作业：
课本“问题与练习”:
2、3
做一做
结论：
1、与高度有关。位置越高，重力势能越大。 2、与质量有关。质量越大，重力势能越大。
二、 理论探究 把握规律
Δh
W1=?
W2=?
W3=?
思考与讨论：如图，质量为m的小球从高为h1的初位置沿三种不
同的路径运动到高为h2的末位置。请计算三种情况下重力做的功 分别是多少？根据计算结果你能总结出重力做功的特点吗？ 先独立思考，然后小组内交流，讨论完成后各组长发言。
二、 理论探究 把握规律
探究三、重力势能的相对性
阅读课本内容“重力势能的相对性”，思考并回 答以下问题： 1、什么叫参考平面？在参考平面，物体的重力势能 是多少? 2、通常情况下，如何选取参考平面？ 3、对选定的参考平面而言，什么情况下重力势能为 正值？什么情况下重力势能为负值？
练一练: 如图有一个质量2kg的小球从桌面以上高
A
竖直下落 沿斜线运动
A
θ
沿曲线运动
A
△h1 △h2 △h3 △h4 Δh
L
……
微元法
B B B
h1
W2=mgLcosθ W3= mg h1 mg h2 mg h3 h2 W W1=mgΔh =mgΔh mg(h1 h2 h3 ) =mg(h1－h2) mg h =mgh1－mgh2 =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 mgh1 mgh2
重力做功的特点：
重力做功只跟它的起点和终点的位置有关，而 跟物体运动的路径无关。
表达式：
WG =mgh1－mgh2
“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。
它与重力做功有关,又与重力势能的基本特征一致。 把物理量mgh叫做重力势能。
重力势能
阅读课本，明确以下问题： 物体所受重力mg与所处高度h的乘积 1、定义： 叫做物体的重力势能。用Ep表示。
2、表达式： Ep = mgh
3、单位： 焦耳，符号为J 4、重力势能有无方向？
无方向，是标量。
二、 理论探究 把握规律
探究二、重力做功和重力势能变化的关系
判一判：如上图，当物体向上或向下运动时，重力做什么
功？重力势能如何变化？请完成以下填空，自主回答。
物体向下运动，重力做 正 功，重力势能 减少。 物体向上运动，重力做 负 功，重力势能 增加 。
4
重力势能
一、创境激情
引入课题
（一）实例展示 初步感知
2011年7月2日下午1点半，一个2岁女童从10楼坠落，吴菊萍奋 不顾身地冲过去用左臂接住孩子，女童幸免于难。救人的年轻妈妈 吴菊萍左臂骨折，受伤较重，被网友称为托举生命的“最美妈妈”。
（一）实例展示 初步感知 雪崩
2002年９月２１日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地 区的一个村庄发生雪崩，造成至少１００人失踪。 2
（一）实例展示 初步感知
陨 石 坑
美国内华达州亚利桑那陨石坑。它是5万年前，一颗直径约为 30～50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速 度达到20千米／秒，爆炸力相当于美国轰炸日本广岛那颗原子弹的 一千倍。强烈的撞击在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度 达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台 则能容纳200多万观众。 3
系统性
三、学以致用 巩固提高
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。
三、学以致用 巩固提高
• 2、物体在运动过程中，克服重力做功为 50J，则（ BC ） • • • • A、重力做功为50J； B、重力做功为-50J。 C、物体的重力势能一定增加了50J； D、物体的重力势能一定减少50J；
三、学以致用 巩固提高
• 3、井深8m，井上支架高为2m，在支架上用一 根3m长的绳子系住一个重100N的物体，则物 体的重力势能是(以地面为参考平面)（ C ） • A．100J • B．700J • C．－100J • D．无法确定
（一）实例展示 初步感知
由以上实例可以知道，物体一旦处在一定高度时，就具 有了一定的能量。而当它从所处的高处落下时，这些能量就 会以做功的方式释放出来。
想一想
物体由于处在一定的高度而具有的能量是什么 能量呢？这种能量的大小与哪些因素有关呢？
重力势能
Байду номын сангаас
（二）亲身体验 加深认识
用自己的课本做如下实验，根据感觉 体会物体的重力势能与什么因素有关？ （1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感 觉 • • • （2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手 上，感觉 • • •
h1=1.2m的A点落到地面上的B点，桌面的高为h2=0.8m。 请按要求填写下表 (g=10m/s2)。
A h1
小球在A 小球在B A→B下落 A→B下落 参考 点重力 点重力 过程小球 过程小球 平面 势能EpA 势能EpB 重力做功 重力势能 变化ΔEp WG
桌面
24J 40J
－16J 0J
40J 40J
学习小结： 这节课学到了什么？
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
二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的 能量。 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、重力势能的特征：相对性
WG EP1 EP 2
减少40J 减少40J
h2 B
地面
比较、分析表格中的数据，有何特点？
►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 ►WG、△Ep与参考面的选取无关。
二、 理论探究 把握规律
探究4、重力势能的系统性 想一想：重力势能跟重力做功密切相关， 如果 没有了重力，物体还有重力势能吗？
没有！
温馨提示： 严格地说，重力势能是地球与物体所 组成的“系统”所共有的，平常所说的“物 体”的重力势能，只是一种简化的说法。