高一物理--8.2-重力势能

2重力势能吴菊萍：托举生命的最美妈妈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，目前女童已脱离危险。救人的年轻妈妈吴菊萍，其手臂骨折，受伤较重，被网友称为“最美妈妈”。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。雪崩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这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出.初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能．质量越大，高度越高，物体的重力势能越大。讨论与交流：重力做的功分别是多少？分析这三种情况，总结重力做功的特点？物体竖直下落从A到BAhBh1h2WG=mgh=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2G物体沿斜线运动从A到BABhθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h2)=mgh1－mgh2G物体沿曲线运动从A到BΔh1Δh2Δh3ABhA△h1θlW1=mglcosθ1=mg△h1W=W1+W2+W3+……=mg△h1+mg△h2+mg△h3+……=mg（△h1+△h2+△h3……)=mg(h1-h2)=mgh1－mgh2h1h2ABmg甲1hh2hABθmg乙lBA丙起点终点1A2A3A1h2h3h21mghmghWGABmg甲hABmg乙lBA丙21mghmghWGh3h1h2W=W1+W2=(mgh1-mgh3)+(mgh3-mgh2)=mgh1-mgh2W=W1+W2=mgh1+(-mgh2)=mgh1-mgh2hh2h1AB21mghmghWG1、重力做功特点：重力对物体做功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关。2、重力做功：初位置末位置我们把物理量mgh叫做物体的重力势能Ep=mgh1.重力势能:等于它所受到的重力与所处高度的乘积.2.重力势能是标量，单位是焦耳（J）常用Ep表示，即3.重力做功与重力势能的关系重力做功的表达式为：21mghmghWG表示物体在初位置的重力势能表示物体在末位置的重力势能11mghEp22mghEppppGEEEW21末态的重力势能初态的重力势能重力势能的变化量塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为h2=3m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)解：重力做正功为：WG=mg(h1-h2)=14000J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。①如果重力做正功，重力势能减少，WG0，EP1EP2；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，重力势能增加，WG0，EP1EP2；物体克服重力做的功等于重力势能的增加量3.重力做功与重力势能的关系pppGEEEW21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发生想一想问：小明从五楼的窗台上跳下来为什么会安然无恙？高度具有相对性计算重力势能之前需要先选定参考平面高度是相对的，所以重力势能也是相对的(1)参考平面：高度取做0的水平面，也称零势能面珠穆朗玛峰峰海拔高度8844.43米死海的海拔高度-415米如图，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)参考平面小球在A处的重力势能小球在B处的重力势能整个过程中重力做功整个过程中重力势能的变化桌面地面h1h2AB（2）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，重力做功和重力势能变化与参考面的选择无关。12J-8J20J减少20J20J020J减少20J计算重力势能之前需要先选定参考平面在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；（1）参考平面：高度取做0的水平面也称零势能面（2）重力势能是标量，只有大小没有方向，但有正、负，其正、负可以表示大小参考平面选取不同，重力势能的数值就不同（1）重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。（2）不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的．小结一、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：物体由于被举高而具有的能量。表达式三、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、势能是系统能。指系统所有。21mghmghWGmghEP21PPGEEW随堂巩固训练1．如图所示一物体从A点沿粗糙面AB与光滑面AC分别滑到同一水平面上的B点与C点，则下列说法中正确的是()A．沿AB面重力做功多B．沿两个面重力做的功相同C．沿AB面重力势能减少多D．沿两个面减少的重力势能相同ABCBD随堂巩固训练2.物体在匀速运动过程中，克服重力做功为50J，则()A.重力做功为50J；B.物体的重力势能一定增加了50J；C.物体的能量保持不变；D.重力做了50J的负功。BD随堂巩固训练3．关于重力势能，下列说法中正确的是()A．重力势能的大小只由物体本身决定B．重力势能恒大于零C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D．重力势能是物体和地球所共有的D