資源簡介

(共21張PPT)
8.2 重力勢能
學習目標：
1、知識回顧，理解重力勢能；
2、通過不同路徑重力做功分析，歸納重力做功特點；
3、理解重力勢能表達式，通過重力做功與重力勢能變化的關系體會功能關系；
4、理解重力勢能的系統性、相對性和重力勢能變化的絕對性。
導入：問題與思考
為何要拒絕高空拋物？
水力發電站為什么要修建很高的大壩？
三峽水電站大壩高程185米
一、問題與思考
第一部分：知識回顧
1、做功的條件是什么？
2、做功表達式？
3、初中我們已經定性地學習了重力勢能，它的大小與什么有關？
情景分析1
質量為m的物體，從離地高度為h1的位置A點，豎直下落到高度為h2的位置B點，這個過程中重力做的功為多少？（重力加速度為g）
WG=mgΔh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
第二部分：重力做功
情景分析2
WG=mglcos θ
=mgΔh
=mg(h1－h2)
=mgh1－mgh2
質量為m的物體，從離地高度為h1的位置A點，沿斜面運動到高度為h2的位置B’點，物體沿斜面運動距離為l，這個過程中重力做的功為多少？（重力加速度為g）
物體沿曲線運動 （ A 到 C）
A
△h 1
θ
l
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
h1
h2
情景分析3
重力做功的特點
三種情形重力做的功均為
WG＝mgh=mgh1－mgh2
分析表明，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，而跟物體運動的路徑無關。功等于物體所受的重力跟起點高度的乘積mgh1與跟終點高度的乘積mgh2兩者之差。
例1、如圖所示，質量關系為m1＞m2＞m3的三個小球分別沿三條不同的軌道1、2、3由離地高h的A點滑到同一水平面上，軌道1、3光滑，軌道2粗糙，重力對小球做的功分別為W1、W2、W3，則下列判斷正確的是(　　)
A．W1＞W2＝W3　　　 　B．W1＝W3＞W2
C．W1＝W2＝W3 D．W1＞W2＞W3
一、重力做功
重力做功與路徑無關,只跟始末位置的高度差有關。
可見,物體所受的重力 mg與它所處的位置的高度h的乘積 mgh 一定具有特殊的意義。
物理上把 mgh 就叫作物體的重力勢能。
第三部分：重力勢能
二、重力勢能
1.概念：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。
3.國際單位：焦耳(J) 1kg·m/s2·m=1N·m=1J
2.大?。?br/>Ep=mgh
4.重力勢能是標量，狀態量。
情境分析4
塔吊將質量為m的貨物，從離地高度為h處，運送至地面，分析此過程中重力做的功？重力勢能的變化？
塔吊將質量為m的貨物，從地面運送至離地高度為h處，分析此過程中重力做的功？重力勢能的變化？
思考：重力做功與重力勢能的變化有什么關系？
重力做功與重力勢能關系
WG＝EP1－EP2 = －△Ep
其中 Ep1 表示物體在初位置的重力勢能，Ep2 表示物體在末位置的重力勢能。
①當物體由高處運動到低處時，重力做正功，重力勢能減少，即
WG > 0，Ep1 > Ep2
②當物體由低處運動到高處時，重力做負功，重力勢能增加，即
WG < 0， Ep1 < Ep2
WG＝mgh=mgh1－mgh2
例2、如圖所示，質量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h。那么小球落地過程中重力做的功及整個過程中重力勢能的變化分別是(　　)
A．mgh，減少mg(H－h)
B．mg(H＋h)，增加mg(H＋h)
C．mgh，增加mg(H－h)
D．mg(H＋h)，減少mg(H＋h)
情境3：以拋雞蛋為例，一個30g的雞蛋，從離地5米高的地方落到人身上，會有什么感覺？若雞蛋初始位置不變，在此處向下挖一個100米的深坑，人站在坑底，雞蛋繼續落下落到人身上，會有什么感覺？
思考：為什么同樣雞蛋，離地高度相同，會有如此不同的效果？
在研究重力勢能時首先要注意什么？
第四部分：重力勢能的性質
情境3：以拋雞蛋為例，一個30g的雞蛋，從離地5米高的地方落到人身上，會有什么感覺？若雞蛋初始位置不變，在此處向下挖一個100米的深坑，人站在坑底，雞蛋繼續落下落到人身上，會有什么感覺？
思考：為什么同樣的雞蛋，離地高度相同，會有如此不同的效果？
在研究重力勢能時首先要注意什么？
由于高度的相對性，所以重力勢能也應該有相對性，因此在研究一個物體的重力勢能時應該先選一個參考平面，在這個平面上物體的重力勢能值為0，即零勢能面。
例3、如圖，質量為1 kg的小球，從A點下落到地面上的B點，h1為1.2 m，桌面高h2為0.8 m，g取10m/s2。
（1）在表格的空白處按要求填入數據。
（2）如果下落時有空氣阻力，表中的數據是否會改變？
所選的參考平面 小球在A點的重力勢能 小球在B點的重力勢能 整個下落過程中重力做的功 整個下落過程中小球重力勢能的變化量
桌面
地面
總結：重力勢能有哪些性質特點？
1、重力勢能的相對性
1.參考平面：
人為選定的高度定為零水平面。
說明：（1）在參考平面上，物體的重力勢能為零(又稱零勢能面)。
（2）重力勢能具有相對性，計算時必須事先選定參考平面。
（3）參考平面的選取是任意的，視問題處理方便為原則；通常選擇地面或最低點為參考平面。
2.重力勢能是標量，但有正負，且正負表示大小。
（1）若物體在參考面，h=0故Ep=0
（2）若物體在參考面上方，則h＞0為正值，Ep也是正值；
（3）若物體在參考面下方，則h＜0為負值，Ep也是負值；
h1
h2
A
B
選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數值不同,對一個確定的過程，WG和△EP與參考平面的選擇無關。
△Ep的絕對性
2、重力勢能變化的絕對性
3、重力勢能的系統性
如果沒有地球對物體的吸引，就不會有重力做功，也就不存在重力勢能，所以重力勢能是物體與地球所組成的“系統”所共有的。重力勢能mgh中的m為物體的質量，g為地球的重力場強度，h為物體和地球的相對位置關系，所以表達式mgh充分表達了重力勢能屬于物體和地球組成的系統。平常說的“物體”的重力勢能，只是一種簡化的說法。
物體說：重力勢能是我自己的！
地球說：朋友這是咱們倆的！
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
例4、廣西壯族“三月三”是壯族人民的傳統節日，該節日民族活動很豐富，其中拋繡球是男女青年最喜歡的項目。假設某一青年女子在樓上將繡球水平拋出，拋出點離地4.5m，繡球質量0.6kg，在離地2.0m處被一男青年搶到。重力加速度取10m/s2，在繡球被拋出至被搶到的過程中，下列說法正確的是（　?。?br/>A．重力做功15J
B．重力勢能增加了15J
C．若以拋出點為參考平面，繡球被搶到時的重力勢能為－27J
D．若以地面為參考平面時，上述過程中繡球重力勢能的變化量最大
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
1．重力做功有什么特點？
2．重力勢能有哪些特點？
3．重力做功與重力勢能變化有什么關系？
第四部分：總結提升
LOREM IPSUM DOLOR SIT AMET, CONSECTETUR ADIPISICING ELIT, SED DO EIUSMOD TEMPOR INCIDIDUNT UT LABORE ET DOLORE MAGNA ALIQUA. UT ENIM AD MINIM VENIAM
回扣環節
為何要拒絕高空拋物？
水力發電站為什么要修建很高的大壩？

展開更多......

收起↑