物理必修二——重力势能

重力势能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2000万千克梯恩梯(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。陨石坑美国内华达州亚利桑那3打桩机工作现场（1）俄罗斯“和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达3000℃，其能量由什么能量转化而来？（2）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?（3）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（4）在你的头顶上方相同的高度,分别用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？以上问题的根本原因都在于水电站“和平号”空间站残片1.定义:由相互作用的物体间的作用力和物体间的相对位置决定的能量叫势能.又称为位能.2.重力势能的概念:物体的地球之间的相互作用所具有的能量.3.弹性势能的概念:物体和弹性物体间的相互作用所具有的能量.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：物体被举高时：重力做正功。重力做负功。探究重力势能的表达式:物体竖直下落从A到BAhBh1h2WG=mgh=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2物体沿斜线运动从A到CAChθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2物体沿曲线运动从A到CΔh1Δh2Δh3ACh2h1hA△h1θL)(321hhhmgmgh21mghmgh321321hmghmghmgW11coshmgmglWh1h2一、重力做功特点1、重力做功与路径无关,2、只跟始末位置的高度差Δh有关GWmgh12mghmghpEmgh二、重力势能物体由于被举高而具有的能叫重力势能(1)在国际单位制中的单位：焦耳(J)(2)重力势能是标量，状态量。(3)重力势能的变化ΔEP=mgh2-mgh1(4)重力势能具有系统性：是地球和物体间共有的由于高度具有相对性,所以重力势能也具有相对性.高度的相对性不影响对相关重力势能的问题的研究,因为高度差是一定的.(5).重力势能的相对性:参考平面选定某一个水平面,并把这个水平面的高度定为零,则物体在该平面上的重力势能为零.(又称零势面)对选定的参考平面而言,在参考平面上方的物体，高度是正值，重力势能也是正值；在参考平面下方的物体，高度是负值，重力势能也是负值.物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少.参考平面的选取是任意的,通常选取地面作为参考平面(零势面)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)参考平面小球在A点重力势能小球在B点重力势能下落过程小球重力做功下落过程小球重力势能变化桌面地面6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB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与参考平面的选择无关20三、重力做功与重力势能变化的关系1、重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加2、重力做的功等于重力势能的减少量12GPPPWEEE3、重力势能具有相对性但重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关（△h）1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：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。ABD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二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。表达式三、重力做功与重力势能变化的关系四、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。五、弹性势能GWmghPEmgh12GPPWEE