【物理】重力勢能課件-2023-2024學年高一物理 人教版2019必修第二冊

第2節(jié)重力勢能第8章目錄CONTENTS重力做的功01重力勢能02彈性勢能03

一枚雞蛋從30m高的高空墜下能砸碎玻璃，你覺得這是真的嗎？從物理學的視角看，一枚小小的雞蛋，它所處的位置越高，它具有的重力勢能就越大，它的“殺傷力”就會越大。那么，重力勢能的表達式是什么呢？01重力做的功導學探究

如圖所示，一個質(zhì)量為m的物體，從高度為h1的位置A分別按下列三種方式運動到高度為h2的位置B，在這個過程中，思考并討論以下問題(重力加速度為g)：AΔhBh1h2豎直向下WG=mgΔh

=mgh1－mgh2

θLΔhh1h2ABWG=mgLcos

θ

=mgΔh=mgh1－mgh2沿傾斜直線向下沿任意路徑向下WG=mgLcos

θ

=mgΔh=mgh1－mgh2h1h2ΔhABθL(2)重力做功有什么特點？(1)求三種情形中重力做的功；導學探究AΔhBh1h2θLΔhh1h2ABWG＝

mgΔh＝mgh1－

mgh2結(jié)論：物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關(guān)，而跟物體運動路徑無關(guān).“mgh”是一個具有特殊意義的物理量.它與重力做功有關(guān),又與重力勢能的基本特征一致.把物理量mgh叫做重力勢能.1.重力所做的功WG＝

，Δh指初位置與末位置的高度差。2.重力做功的特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的___________

有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān)。3.物體下降時重力

(選填“做正”“做負”或“不做”)功；物體上升時重力

(選填“做正”“做負”或“不做”)功。4.重力做功的特點可推廣到任一恒力做功，即恒力做功的特點是：與具體路徑無關(guān)，恒力做的功等于力與在力的方向上的位移大小的乘積，跟初、末位置有關(guān)。mgΔh起點和終點的位置做正做負(1)物體運動時，它的起點越高，重力對它做的功就越多。(

)(2)質(zhì)量越大，重力做功越多。(

)(3)物體所處的高度只要發(fā)生變化，其重力一定做功。(

)(4)重力做功多少取決于物體的重力和它通過的路程。(

)(5)重力做功與物體受到的其他力無關(guān)。(

)××√×√1.某游客領(lǐng)著孩子游泰山時，孩子不小心將手中質(zhì)量為m的皮球滑落，球從A點滾到了山腳下的B點，高度標記如圖所示，重力加速度為g，則下列說法正確的是A.從A到B的曲線軌跡長度不知道，無法求出此過程

重力做的功B.從A到B過程中阻力大小不知道，無法求出此過程

重力做的功C.從A到B重力做功mg(H＋h)D.從A到B重力做功mgH√2..如圖所示，質(zhì)量為50kg的人沿著L=100m、傾角為30°的坡路勻速從坡頂跑到坡底，重力對他所做的功是多少？（g取10m/s2）解：重力對物體做的功為WG

=mgh=50×10×50J=25000J30002重力勢能導學探究如圖所示，水平桌面距地面的高度為0.8m，一物體(可看成質(zhì)點)質(zhì)量為2kg，放在桌面上方0.4m的支架上，則：(g取10m/s2)(1)以桌面為參考平面，計算物體具有的重力勢能，并計算物體由支架下落到地面過程中重力勢能的減少量；解析

以桌面為參考平面，物體距參考平面的高度h1＝0.4m，因而物體具有的重力勢能為Ep1＝mgh1＝2×10×0.4J＝8J物體落至地面時，物體的重力勢能為Ep2＝mgh2＝2×10×(－0.8)J＝－16J因此物體在此過程中的重力勢能減少量為ΔEp＝Ep1－Ep2＝8J－(－16)J＝24J導學探究(2)以地面為參考平面，計算物體具有的重力勢能，并計算物體由支架下落到地面過程中重力勢能的減少量；解析以地面為參考平面，物體距參考平面的高度為h1′＝(0.4＋0.8)m＝1.2m，因而物體具有的重力勢能為Ep1′＝mgh1′＝2×10×1.2J＝24J物體落至地面時，物體的重力勢能為Ep2′＝0在此過程中，物體的重力勢能減少量為ΔEp′＝Ep1′－Ep2′＝24J－0＝24J；(3)比較以上計算結(jié)果，說明什么問題？解析

通過上面的計算，說明重力勢能是相對的，它的大小與參考平面的選取有關(guān)，而重力勢能的變化量是絕對的，它與參考平面的選取無關(guān)。先要選取參考平面。物體由于被舉高而具有的能量1.定義:2.表達式:Ep=mgh4.標矢性：3.單位：標量，焦耳(J)注意:①Ep是個相對值，h1=0.4mh2=0.4mABEpA=EpB=參考平面m=1kg4J-4JEpA=8JEpB=0J②Ep有正負，表示大小。Ep減=EpA-EpBEp減=EpA-EpB③Ep為物體和地球共同擁有④Ep的變化量和參考平面無關(guān)Ep的變化量與什么有關(guān)？參考平面狀態(tài)量。WG＝Ep1－Ep2初態(tài)的重力勢能末態(tài)的重力勢能AB2、從低到高，重力做功（物體重力做功），WG0，Ep1

Ep2，即重力勢能，重力勢能的等于重力所做的功。思考與討論：1、從高到低，重力做

功，WG0，Ep1

Ep2，即重力勢能

，重力勢能的

等于重力所做的功。正>>減少減少量負克服<<增加增加量克服(1)在參考平面相同時，同一物體在不同高度時，重力勢能不同。(

)(2)重力做功與路徑無關(guān)，但重力勢能的變化與路徑有關(guān)。(

)(3)重力勢能Ep1＝10J，Ep2＝－10J，則Ep1與Ep2方向相反。(

)(4)重力做功WG＝－20J，則物體的重力勢能減小20J。(

)(5)同一物體的重力勢能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，則Ep1>Ep2。(

)√×××√3.(2022·淄博市高一期末)質(zhì)量為m＝1kg的小球，從離桌面H＝1.5m高的A處由靜止下落，桌面離地面B處高度為h＝0.5m，如圖所示。若以桌面為參考平面，重力加速度g＝10m/s2，下列說法正確的是A.小球在A點的重力勢能為20JB.小球在B點的重力勢能為5JC.由A處下落至B處過程中重力勢能減少量為20JD.若以地面為參考平面，由A處下落至B處過程中

重力勢能減少量為15J√4.質(zhì)量是50kg的人沿著長L=150m、傾角為30°的坡路從坡底跑到坡頂，重力對他所做的功是多少？他克服重力所做的功是多少？他的重力勢能增加了多少？（g取10m/s2）30?

他克服重力所做的功為3.75×104J他的重力勢能增加了3.75×104J解析：重力對他做的功為

WG=－mgLsin30°=－3.75×104J5.如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m.關(guān)于小球的重力勢能，請按要求填寫下表.(g=10m/s2)參考平面在A點在B點下落過程重力做功重力勢能變化桌面地面6J10J─4J010J10J減少10J減少10Jh1h2AB選擇不同的參考平面，物體的重力勢能不同.相對性重力做功和重力勢能的變化與參考平面的選擇無關(guān).絕對性03彈性勢能導學探究如圖所示，物體與水平輕質(zhì)彈簧相連，物體在O點時彈簧處于原長，把物體向右拉到A處由靜止釋放，物體會由A向A′運動，A、A′關(guān)于O點對稱，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則：(1)物體由A向O運動的過程中，彈力做什么功？彈性勢能如何變化？答案正功減少(2)物體由O向A′運動的過程中，彈力做什么功？彈性勢能如何變化？答案負功增加(3)在A、A′處彈性勢能有什么關(guān)系？答案相等1.定義：發(fā)生

形變的物體的各部分之間，由于有

的相互作用而具有的勢能，叫彈性勢能。2.影響彈性勢能的因素(1)彈性勢能跟形變大小有關(guān)：同一彈簧，在彈性限度內(nèi)，形變越大，彈簧的彈性勢能就

。(2)彈簧的彈性勢能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)：在彈性限度內(nèi)，不同的彈簧發(fā)生同樣大小的形變，勁度系數(shù)

，彈簧的彈性勢能越大。彈性彈力越大越大3.對彈性勢能的理解(1)系統(tǒng)性：彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點因相對位置改變而具有的能量，因此彈性勢能具有系統(tǒng)性。(2)相對性：彈性勢能的大小與選定的彈性勢能為零的位置有關(guān)，對于彈簧，一般規(guī)定彈簧處于原長時的彈性勢能為零。4.彈性勢能與彈力做功的關(guān)系：彈性勢能的變化只與彈力做功有關(guān)，彈力做負功，彈性勢能增大，反之則減小。6.如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一重物，將重物從與懸點O在同一水平面且使彈簧保持原長的A點無初速度釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點B的過程中A.重力做正功，彈力不做功B.重力做正功，彈力做負功，彈性勢能增加C.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細繩代替彈簧后，