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(共21張PPT)
第八章 機(jī)械能守恒定律
第2節(jié) 重力勢能
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進(jìn)行計(jì)算。
2.理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān)。
3.知道重力勢能的相對性。
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目錄 /CONTENTS
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重力做的功
重力勢能
重力做功和重力勢能減少的關(guān)系
重力勢能的相對性
重力勢能的相對性
新課引入
雪 崩
雪 崩
當(dāng)山坡積雪內(nèi)部的內(nèi)聚力抗拒不了它所受到的重力拉引時(shí)，便向下滑動，引起大量雪體崩塌的自然現(xiàn)象叫雪崩。
新課引入
這個(gè)隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的流星撞擊地面的結(jié)果。這顆鐵質(zhì)流星重約50萬千克、速度達(dá)到20千米／秒，爆炸力相當(dāng)于2000萬千克TNT，據(jù)說，坑中可以安放下20個(gè)足球場。
新課引入
高空中的物體為什么對地面上的物體具有危險(xiǎn)性？
新課引入
初中我們已經(jīng)定性地學(xué)習(xí)了重力勢能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢能就越大。
這一節(jié)我們來進(jìn)一步定量地研究重力勢能。你認(rèn)為重力勢能的表達(dá)式應(yīng)該是怎樣的呢？
新課引入
2.一個(gè)7.5kg的鉛球從離手10cm落下和從離手1m處落下，你會
有什么感受
猜想:重力勢能的大小可能與哪些因素有關(guān)呢
物體的重量G
1.在天花板上, 用細(xì)線懸掛一個(gè)乒乓球,你會有何感覺？
高度不變，若用這根線懸掛的是7.5kg的鉛球呢
物體的高度h
一、重力做的功
情景1：物體豎直下落（ A 到 B）
A
h
B
h1
h2
WG=mgh
=mg(h1－h(huán)2)
=mgh1－mgh2
A
C
h
θ
L
h1
h2
WG=mgLcos θ
=mgh
=mg(h1－h(huán)2)
=mgh1－mgh2
情景2：物體沿斜線運(yùn)動（ A 到 C）
1、重力做功公式的推導(dǎo)
一、重力做的功
情景3：物體沿曲線運(yùn)動 （ A 到 C）
A
△h 1
θ
l
Δh1
Δh2
Δh3
A
C
h
h1
h2
1、重力做功公式的推導(dǎo)
二.重力勢能 Ep
可見,重力做的功等于“mgh”這個(gè)量的變化.在物理學(xué)中， “mgh”是一個(gè)由特殊意義的物理量.就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢能。
Ep=mgh
物體的重力勢能等于它所受到的重力與所處高度的乘積。
說明：重力勢能是標(biāo)量，重力勢能是狀態(tài)量
單位：焦耳，1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m
三.重力做的功與重力勢能變化的關(guān)系
重力勢能和重力做功的表達(dá)式非常相似，它們之間的關(guān)系是什么呢 ？
WG=Ep1-Ep2
=-△Ep
①物體由高處運(yùn)動到低處時(shí)，重力做正功，物體重力勢能減少；重力勢能減少的數(shù)量等于重力做的功。
②物體由低處運(yùn)動到高處時(shí)，重力做負(fù)功，物體重力勢能增加；重力勢能增加的數(shù)量等于物體克服重力做的功。
WG=mgh1－mgh2
△h
h2
h1
A
B
四、重力勢能的相對性
高度h是相對于誰的呢？
重力勢能總是相對于某個(gè)水平面來說的，這個(gè)水平面叫參考平面．
四、重力勢能的相對性
對選定的參考平面而言，上方物體的高度是正值，重力勢能也是正值；
下方物體的高度是負(fù)值，重力勢能也是負(fù)值，重力勢能為負(fù)。
表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能少。
重力勢能：－3 J＞ － 5 J
重力勢能的正負(fù)表示大小
五、重力勢能的系統(tǒng)性
那么重力勢能是誰具有的呢
物體重力勢能與重力做功密切相關(guān)，而重力是地球與物體間的相互作用力，若離開了地球或物體，就談不上重力，所以，重力勢能是物體與地球所組成的“系統(tǒng)”所共有的。平常只說物體具有的重力勢能，是一種簡化的說法。
課堂小結(jié)
1.重力做功的特點(diǎn)：與路徑無關(guān)，只與起點(diǎn)和終點(diǎn)的豎直高度差有關(guān)
2.地球上的物體具有的與它高度有關(guān)的能量。
3.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系：重力做正功，重力勢能減少；重力做負(fù)功，重力勢能增加。關(guān)系式：WG = EP初 - EP末
4.重力勢能是相對的,正負(fù)表示大小,重力勢能的變化是絕對的。
5.重力勢能是地球與物體組成“系統(tǒng)”所共有的。
重力勢能
課堂檢測
1.(多選)下列關(guān)于重力勢能的說法中正確的是(　　)
A.放在地面上的物體的重力勢能為零
B.一個(gè)在軌道上運(yùn)動的物體,在它的重力勢能為零的時(shí)刻,一定運(yùn)動到軌道的最低點(diǎn)
C.質(zhì)量小的物體可能比質(zhì)量大的物體具有的重力勢能大
D.同一物體在不同高度上的重力勢能一定不同
C、D
課堂檢測
2.一根長L=2 m,重力G=200 N的均勻木桿放在水平地面上,現(xiàn)將它的一端從地面抬高1 m,另一端仍擱在地面上,則物體重力勢能的變化量為(　　)
A.50 J　　　　B.100 J　　　　C.200 J　　　　D.400 J
【解析】選B。由幾何關(guān)系可知木桿的重心上升的高度為:h= m=0.5 m;物體所受重力做功:WG=-mgh=-200×0.5 J=-100 J;故物體重力勢能的變化量為:ΔEp=-WG=100 J;故選B。
課堂檢測
3.把的情境改為如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下經(jīng)過水平面BC后,再滾上另一斜面,當(dāng)它到達(dá) 的D點(diǎn)時(shí),速度為零,在這個(gè)過程中,重力做功為 (　　)
A. 　　　　B. 　　　　
C.mgh　　　　D.0
B
課堂檢測
4.下列關(guān)于重力勢能的說法正確的是 (　　)
A.物體的位置一旦確定,它的重力勢能的大小也隨之確定
B.物體與零勢能面的距離越大,它的重力勢能也越大
C.一個(gè)物體的重力勢能從-5 J變化到-3 J,重力勢能增加了
D.在地面上的物體具有的重力勢能一定等于零
D
課堂檢測
5. 塔吊把一質(zhì)量為 200 kg 的物體，從距地面高為 h1 = 8 m的高度勻速運(yùn)到高為 h2 = 3 m 的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？


若物體加速或減速下降呢？
重力勢能減少了 10000 J

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