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(共26張PPT)
4 勢能
第四章　機械能及其守恒定律
01
02
03
理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行計算。
教學(xué)目標(biāo)
理解重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。
能推導(dǎo)并理解重力做功與路徑無關(guān)的特點。
04
了解彈性勢能，理解勢能是系統(tǒng)共有的。
新課引入
雪崩爆發(fā)式，積雪會以排山倒海之勢摧毀沿途一切，它們具有的這種能量有什么特點？
在物理學(xué)中，物體由于位于高處而具有的能量稱為重力勢能。
我們知道，重錘被舉高的過程，重力做了負功，重錘位置升高，重力勢能增大，重錘下落的過程，重力做了正功，重錘位置降低，重力勢能減小，可見(按)重力勢能與重力做功密切相關(guān)，認識重力勢能，不能脫離對重力做功的研究。
1、你從四樓教室去二樓找同學(xué)
以下過程中重力做的功？
（1）從四樓到二樓
下樓路徑：東邊樓梯、西邊樓梯、電梯
結(jié)論：重力做的功相同。
同學(xué)的位置：水房、教室、陽臺
（2）在二樓找同學(xué)
結(jié)論：重力做的功都為零。
結(jié)論：重力做的功相同。
（3）整個過程
思考與討論
以下過程中重力做的功？
2、從教室出發(fā)到回到教室整個過程
結(jié)論：重力做的功為零。
3、你去其他樓層找同學(xué)，最后回到教室
結(jié)論：重力做的功為零。
思考與討論
以下三種情況小球沿不同軌跡下滑，其中重力做功是多少呢？
A
B
總結(jié)：重力做功和路徑無關(guān)，只和初末位置的高度差有關(guān)！
一、重力做功的特點
做功對應(yīng)能量的變化，那重力做功對應(yīng)什么樣能量的變化呢？
過程量
1.狀態(tài)量：兩個狀態(tài)的差值和做功有關(guān)
2.隨著高度的增加而增大
1、定義：物體的重力勢能等于它所受的重力與所處高度的乘積
2、公式： Ep＝mgh
二、重力勢能
4、重力勢能是標(biāo)量
3、單位：焦耳（J）
1kg·m·s-2·m
F=ma
W=Fs
=1N·m
Ep＝mgh
5、重力做功和重力勢能的關(guān)系
重力做的功等于重力勢能的減小量
物體由高處運動到低處，
重力做____功，
WG>0
減少
正
重力勢能_____，
Ep1>Ep2
你從四樓到二樓
重力勢能減少的數(shù)值等于重力做的功。
功能關(guān)系
物體由低處運動到高處，
重力做____功，
WG<0
增加
負
重力勢能_____，
Ep1你從二樓到四樓
重力勢能增加的數(shù)值等于物體克服重力做的功。
功能關(guān)系
小球在A點的重力勢能
EpA=mgh1
以地面為高度參考平面
以B點所在平面為高度參考平面
EpA = mgΔh= mgh1－mgh2
如何準(zhǔn)確的描述它們重力勢能的大??？
h
h
h
A
EpA=2mgh
EpA= 0
EpA= -mgh
參考面
參考面
參考面
6、重力勢能具有相對性。
（2）參考面上方的物體的重力勢能是正數(shù)，參考面下方的物體的重力勢能是負數(shù)。
（1）為了比較勢能的大小，應(yīng)選同一個參考面，處在參考面的物體的重力勢能為0 ， 這個面叫做零勢能面。
（3）零勢能面的選取是任意的。
選取不同的參考平面，重力勢能的差值相同嗎？
設(shè)物體的質(zhì)量為m，樓層高度為h，請選擇不同的參考面，計算物體位于A點和B點時，重力勢能的差值。
B
A
B
以B的地板為參考平面
以A的地板為參考平面
以A的天花板為參考平面
B
A
B
h
h
B
A
B
h
h
B
A
B
h
h
EpA=2mgh
EpB=0
EpB=－2mgh
EpB=－mgh
EpA=mgh
EpA=0
EpA－EpB ＝2mgh
選擇不同的參考平面，重力勢能的差值相同。
= mgΔh
卷緊的發(fā)條
彎曲的桿
拉開的弓
三、彈性勢能
物體因為發(fā)生彈性形變而具有的能量稱為彈性勢能。
思考：彈性勢能與哪些因素有關(guān)？
對于同一根彈簧，伸長量L越長，彈性勢能越大.
伸長量L相同，勁度系數(shù)k越大，彈性勢能也越大.
結(jié)論：與彈簧的被拉伸或被壓縮的長度有關(guān)；與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān).
1、重力是物體與地球之間的作用力。
沒有重力就不會有重力做功，就不存在重力勢能。
2、通常說“物體的重力勢能”是指物體和地球組成的系統(tǒng)的重力勢能。
四、勢能是系統(tǒng)所共有的
3、與重力勢能一樣，彈性勢能也是彈力裝置與受彈力作用的物體組成的系統(tǒng)所共有的。
【例題】關(guān)于重力勢能，下列說法中正確的是( )
A.物體與零勢能面的距離越大，它的重力勢能也越大
B.在其他外力做功的情況下，物體克服重力做功100 J，重力勢能不一定增加100 J
C.一個物體的重力勢能從-5 J變化到-3 J，重力勢能減小了2 J
D.重力勢能的減小量等于重力對物體做的功
D
典例分析
解析：物體在參考平面之上重力勢能為正值，反之為負值，這個負號是參與比較大小的，所以距離參考平面越遠，重力勢能可能越大，也可能越小，A錯；
重力的功能關(guān)系告訴我們重力勢能的變化只與重力做功有關(guān)，與其他力做功沒有關(guān)系，所以克服重力做功100 J，重力勢能一定增加100 J，B錯誤；
重力勢能-5 J比-3 J更小，所以重力勢能是增加了2 J，C錯誤；
重力做正功，重力勢能減小，重力做負功，重力勢能增大，所以重力做功等于重力勢能的減小量，D正確。
二、重力勢能
一、重力做功的特點
三、彈性勢能
四、勢能是系統(tǒng)所共有的
本課小結(jié)
1.將一個物體由A點移至B點，重力做功（ ）
A.與運動過程中是否存在阻力有關(guān)
B.與物體沿直線或曲線運動有關(guān)
C.與物體是做加速、減速或勻速運動有關(guān)
D.與物體初、末位置高度差有關(guān)
D
跟蹤練習(xí)
A.重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功
B.放在地面上的物體，它的重力勢能一定等于零
C.在不同高度將某一物體拋出，落地時重力勢能相等
D.相對不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，
但并不影響研究有關(guān)重力勢能差值的問題
2.關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是( )
CD
3.質(zhì)量為m的物體從地面上方H高處無初速度釋放，落在地面后出現(xiàn)一個深度為h的坑，如圖所示，則整個過程中( )
A．重力對物體做功為mgH
B．物體的重力勢能減少了mg（H+h）
C．重力對物體做的功為mg（H+h）
D．物體的重力勢能減少了
BCD
謝謝
大家

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