高中物理重力势能教学PPT课件

•
•
因为Ep＝mgh，高度h的相对性决定了重力势能具有相对性，例如计算放在桌子
上的物体具有多大的重力势能时，可能有不同的结果．如图7-4-1所示，若选择桌面为
参考平面，物体的重力势能为0，选择地面为参考平面，物体的重力
•
势能为正值，选择桌面上方的某一高度为
•
参考平面，物体的重力势能为负值．
第8页/共24页
＝2gh.A、B 两物体到底端速度大小相等，但方向不同，D 错．到
底端时 A 的瞬时功率 PA＝(mgsin θ)va，B 的瞬时功率 PB＝mgvB，
显然 PA<PB，C 正确． 答案 AC 借题发挥 (1)重力做功的特点，只与初、末位置有关，与路径无 关． (2)重力做功大小只取决于 mg 与 h，与运动状态及其受力无关．
第23页/共24页
感谢您的观看！
第24页/共24页
第20页/共24页
•借 题 发 挥 重力势能变化的原因是因为重力做了功．重力做多少功，物体的重力势能就改 变多少，二者间的数值关系式为ΔEp＝－WG.
第21页/共24页
• 【变式2】
•
如图7-4-4所示运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成
一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是
，其正负表示重力势能的大小．物体在参考平面上方时，重力
势能为
值，在参考平面下方时，重力势能为
值．
•
•
重力势能是
与 标量 所组成的系统共有的．
正
地球
第6页/共24页
物体
•温 馨 提 示 (1)在参考平面上的所有物体的重力势能均为零． (2)重力势能的正负表示大小， 不表示方向．
第7页/共24页

小
答案 D
解析 物体的重力势能Ep=mgh取决于重力和物体所处的高度,质量大的物
体所处的高度可能较小,位置高的物体的重力可能较小,因此它们的重力势
能可能较小,选项A、B错误,D正确;参考平面不选水平地面时,地面上物体
的重力势能Ep≠0,选项C错误。
3.质量为20 kg的铁板、厚度不计,平放在二楼的地面上。二楼地面与楼外
32
规律方法 链条(绳索)模型
1.建模背景:柔软链条(绳索)在运动过程中形体会发生变化,重心也就会发
生变化,从而给计算带来障碍,因此如何确定重心位置是解决含有链条(绳
索)问题的关键。
2.模型特点
(1)粗细均匀、质量分布均匀的长直链条(绳索),其重心在长度的一半处。
(2)柔软链条(绳索)不以直线状(如折线状)放置时,应分段求重力势能再求
(3)重力做功有什么特点?
要点提示 (1)甲中WG=mgh=mgh1-mgh2,乙中WG'=mglcos θ=mgh=mgh1-
mgh2。
(2)把整个路径AB分成许多很短的间隔AA1、A1A2、……,由于每一段都很
小,每一小段都可以近似地看作一段倾斜的直线,设每段小斜线的高度差分
别为Δh1、Δh2、……,则物体通过每小段斜线时重力做的功分别为mgΔh1、
程中,忽略空气阻力,下列说法正确的是(
A.小球的重力做了15 J的功
B.拉力F对小球做了15 J的功
C.小球的重力势能增加了15 J
D.合力对小球做的功是15 J
)
答案 BC
解析 小球上升,重力做负功,WG=-mgh=-5×3 J=-15 J,选项A错误;因为小球
地面的高度差约为3 m,g取10 m/s2。这块铁板相对二楼地面和楼外地面的

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 = mgΔh
=5×9.8×5J =245J
二.重力势能
1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所
2. 平常所说的“物体”的重力势能， 只是一种习惯简化的说法。
课堂小结
1.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 mgΔh
2.重力势能：地球上的物体具有的与它 高度有关的能量。
EP mgh
3.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。
► 在参考面上方的物体的高度是正值，重力势 能也是正值；
► 在参考面下方的物体的高度是负值，重力 势能也是负值。 ► 参考平面的选取是任意的 。
重力势能为标量，正负 不表方向
4、如图，质量m = 1kg的小球，从桌面上方高h1 = 1.2m的A点下落到地 面上的B点，桌面离地面的高度h2 = 0.8m．请按要求填写下 表．(g=10m/s²)
4. 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 所在的平面作为参考平面。
5. 势能是系统能
重力势能是地球和物体所组成的这个物 体“系统”所共有的
课堂练习
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。

• 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；
第16页/共19页
• 2、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)（
）
•
A．100J
•
B．700J
C
•
C．－100J
•
D．无法确定
第17页/共19页
第6页/共19页
A
竖直下落
沿斜线运动 θ
A
沿曲线运动
L
微元法
A
△h1 △h2 △△hh43
Δh h1
……
B
B
B
W1=mgΔh W2=mgLcosθ WW3= mgh1 mgh2 mghh23
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
=mgΔh
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
mg(h1 h2 h3 )
第12页/共19页
探究三、重力势能的相对性
练一练: 如图有一个质量2kg的小球从桌面以上高
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
h2 B
参考 平面
桌面
小球在A 小球在B A→B下落 点重力势 点重力 过程小球
能EpA 势能EpB 重力做功 WG
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3 能容纳200多万观众。
第3页/共19页
（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。

05
重力势能的探究实验
实验目的和原理
目的
通过实验探究重力势能的大小与质量、高度之间的关系，加 深对重力势能概念的理解。
原理
重力势能是指物体在重力作用下所具有的能量，其大小与物 体的质量、高度和重力加速度有关。
实验步和数据记录
01
02
03
04
准备实验器材
选择合适的重物、测量尺、天 平；
设定实验步骤
重力势能的实例
物体从高空落下
总结词
物体从高空落下时，重力势能会转化为动能，从而产生重力做功 。
详细描述
当物体从高空落下时，由于地球的引力作用，物体会加速下落。 物体的高度越高，其重力势能就越大。当物体达到地面时，其重 力势能会全部转化为动能，使物体获得速度。在此过程中，重力 做了正功，物体的重力势能减少了。
重力势能与高度关系
重力势能与高度成正比
重力势能随着高度的增加而增加。
高度增加，重力势能增大
当物体的高度增加时，重力势能的值也会增大。
重力势能与质量关系
重力势能与质量成正比
重力势能的大小与物体的质量有关，质量越大，重力势能越大。
质量增加，重力势能增大
当物体的质量增加时，重力势能的值也会增大。
03
按照要求将重物挂在测量尺上 ，测量并记录下不同高度下的 重力势能；
进行实验
将重物从静止开始释放，观察 并记录下重物下落的高度和所 用的时间；
数据记录
将实验数据记录在表格中，包 括重物的质量、高度和重力势 能。
实验结果分析和结论
结果分析
通过比较不同高度下重物的重力势能，可以 发现重力势能随着高度的增加而增加；同时 ，相同高度下，重物的质量越大，其重力势 能也越大。

标 •
探
固
新 的，即物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关．
双
知
基
(3)重力势能的系统性
合 作
重力是地球对物体吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有 课
探
时
究 •
重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的，平时所说的
分 层
攻
作
重 “物体”的重力势能只是一种简化的说法．
业
难
返 首 页
4．关于重力做功与重力势能，下列叙述中正确的是( )
标 •
探
固
新
A．重力对物体做正功，物体的重力势能减少
双
知
基
B．物体克服重力做功，物体的重力势能减少
合 作
C．重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零
课
探
时
究 •
D．物体克服重力做功，物体的重力势能一定为负值
分 层
攻
作
重
业
难
返 首
达
习
基
合
B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大
作
课
探
C．一个物体的重力势能从－5 J 变化到－3 J，重力势能增加了
究
时 分
• 攻
D．在地面上的物体具有的重力势能一定等于零
层 作
重
业
难
返 首 页
自
当
主
堂
预
C [物体的重力势能与参考平面的选取有关，同一物体在同一位置相对不 达
习
标
• 探
同的参考平面的重力势能不同，A 选项错；物体在零势能面以上，距零势能面
• 固
新 知

新课学习
3、物体以某一初速度沿粗糙水平面滑动，摩擦力对物体 做正功还是负功？物体是获得能量还是失去能量？ 结论： 功的正负表示能量转化的 增加或减少 ，__正___功使物体 获得能量， 负 功使物体失去能量。
雪崩
新课学习
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。
随堂小练
练习2、如图所示，质量为m的物体静止在地面上，物体 上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k.现 用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时
物体已经离开地面，求物体重力势能的增加量。
课堂小结
学习内容 1、势能由物体间的相互作用而产生，由它们的相对位置而决定。 2、势能是标量，单位是焦耳。 3、重力对物体所做的功与物体的运动路径无关，只跟物体运动的始末位
新课学习
讨论：1、功和能的联系是什么？ 2、功和能的区别有哪些？
新课学习
1、功和能的联系： （1）功和能都是标量 （2）功是能量转化的量度 （3）单位：焦（J） 2、功和能的区别： （1）功是和物体的运动过程有关的物理量，是一个过程量；能是和物体 的运动状态有关的物理量，是一个状态量。但功不是能。 （2）做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化的大小是 用做功的多少来量度的。但功和能不能相互转化。
新课学习
五、势能是系统所共有的 重力势能是地球与物体所组成的这个“系统”所共有的， 而不是地球上的物体单独具有的。
随堂小练
练习1、 在离地80 m处无初速释放一小球，小球质量为
m＝200 g，不计空气阻力，g 取10 m/s2，取地面所在
水平面为零势能参考面。求： (1)在第2 s末小球的重力势能； (2)在第3 s内重力所做的功，重力势能的变化。