資源簡介

(共48張PPT)
《重力勢能》
高一年級 物理
知識回顧
習題應用
能力拓展
內容安排
1.物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點、終點的 有關，而跟物體運動的路徑_____ （有關/無關）。
一、重力做功的特點
位置
無關
G
Δh
2.功的大小等于_____與____的乘積。
1.物體的重力mg與它所在位置的高度h的乘積“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。特殊意義的含義是什么？
二、重力勢能
一方面，它和重力做功密切相關;
另一方面，它隨著高度的增加而增加，隨質量的增加而增加，因此我們把mgh叫做重力勢能。
2.重力勢能的公式 __________。
3.重力勢能的國際單位是_______。
4.重力勢能是_______（矢量/標量）。
標量
EP=mgh
焦耳
2.物體由高處向低處運動時，重力做___ 功，重力勢能 ，重力勢能的減少量______(大于/等于/小于)重力對物體做的功。
三、重力做功與重力勢能的關系
WG = EP1－ EP2
1.表達式_______________
減少
正
等于
3.物體由低處向高處運動時，重力做___功，重力勢能______，重力勢能的增加量 ______(大于/等于/小于)物體克服重力做的功。
增加
負
功能關系
等于
三、重力做功與重力勢能的關系
1.因為重力勢能定義式中的 具有相對性，故重力勢能具有相對性。所以研究重力勢能需要選擇____ 。
2.參考平面選取不同，重力勢能的數值______（不同/相同）。通常選擇______作為參考平面。在參考平面上方的物體重力勢能是____值；在參考平面下方的物體重力勢能是 值。
參考平面
地面
正
負
高度
四、重力勢能的相對性和系統性
不同
（1）重力勢能的“+”、“-”表示_______。
相同
不同
大小
（2）選擇不同的參考平面，物體重力勢能的數值 _____，重力勢能的差值_______。（不同/相同）
3.重力勢能是地球與物體所組成的系統共有的，而不是地球上的物體單獨具有的。
知識回顧
習題應用
能力拓展
內容安排
1．關于重力勢能的說法，正確的有( )
A．重力勢能只由重物決定 　
B．重力勢能不能有負值
C．重力勢能的大小是相對的
D．物體克服重力做的功等于重力勢能的增加量
重力和初末位置高度差
多選題
B．重力勢能不能有負值
C．重力勢能的大小是相對的
選擇不同的參考平面，物體的重力勢能不同，物體在參考平面以下，重力勢能為負值，所以B錯C對。
D．物體克服重力做的功等于重力勢能的增加量
功能關系
正確
1．關于重力勢能的說法，正確的有( )
A．重力勢能只由重物決定 　
B．重力勢能不能有負值
C．重力勢能的大小是相對的
D．物體克服重力做的功等于重力勢能的增加量
CD
如圖，質量為m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達到的最高點2的高度為h．重力加速度為g，
2.如圖所示，質量為m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達到的最高點2的高度為h。重力加速度為g，
（1）足球由位置1運動到位置2時，重力做了多少功？足球克服重力做了多少功？足球的重力勢能增加了多少？
必修二82頁
如圖，質量為m的足球在地面1的位置被踢出后落到地面3的位置，在空中達到的最高點2的高度為h．重力加速度為g，
必修二82頁
（3）足球由位置1運動到位置3時，重力做了多少功？足球重力勢能變化了多少？
（2）足球由位置2運動到位置3時，重力做了多少功 足球重力勢能減少了多少？
（1）足球由位置1運動到位置2時，重力做了多少功？足 球克服重力做了多少功？足球的重力勢能增加了多少？
由位置1運動到位置2時
WG1=－mgh
足球克服重力做功 W=mgh
足球的重力勢能增加了 mgh
功能關系
必修二82頁
（2）足球由位置2運動到位置3時，重力做了多少功？
足球重力勢能減少了多少？
由位置2運動到位置3時
重力做功 WG2=mgh
重力勢能減少了mgh
功能關系
必修二82頁
（3）足球由位置1運動到位置3時，重力做了多少功？
足球重力勢能變化了多少？
由位置1運動到位置3時
重力做功是0
重力勢能變化是0
功能
關系
必修二82頁
空氣阻力會影響上述結果嗎？
不會影響
3．以下說法是否正確？如果正確，說出一種可能的 實際情況；如果不正確，說明這種說法為什么錯。
正確
向上勻速運動，拉力做的功=重力勢能的增加量
（1）物體受拉力作用向上運動，拉力做功是1J, 但物體重力勢能的增加量不是1J。
向上加速運動，拉力做的功>重力勢能的增加量
向上減速運動，拉力做的功<重力勢能的增加量
（2）物體受拉力作用向上勻速運動，拉力做的功是1J，但物體重力勢能的增加量不是1J。
物體向上做勻速運動，拉力做的功等于重力勢能的增加量。
不正確
（3）物體運動，重力做的功是-1J，但物體重力勢能的增加量不是1J
由功能關系可知，重力做-1J的功，物體重力勢能的增加量為1J。
不正確
（4）沒有摩擦時物體由A沿直線運動到B，重力做的功 是-1J，有摩擦時物體由A沿曲線運動到B，重力做的功大于-1J。
不正確
重力做功與
是否有摩擦力無關
4．如圖所示，一個質量為m的木塊，以初速度v0沖上傾角為 θ的固定斜面，沿斜面上升L的距離后又返回到出發點，求：
v0
θ
v0
（1）木塊上升過程中克服重力做功的平均功率；
木塊的重力勢能變化了多少？
θ
v0
（3）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，
重力做的功是多少？重力勢能變化了多少？
（2）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，
滑動摩擦力做的功是多少？
θ
v0
（1）木塊上升過程克服重力做功的平均功率；
木塊的重力勢能變化了多少？
平均速度為
重力沿斜面分力Gx=mgsinθ
重力做功
WG=－mgLsinθ
重力勢能增加 mgLsinθ
θ
f
N
G
v0
重力的平均功率
（2）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，滑動摩擦力做的功是多少？
上升和下滑
W=－2fl=－2μmgLcosθ
f=μmgcosθ
l=L
全程
θ
f
N
G
θ
f
N
G
v
v0
（3）木塊從開始運動到返回到出發點的過程中，
重力做的功是多少？重力勢能變化了多少？
重力做功為0
重力勢能變化為0 。
知識回顧
習題應用
能力拓展
內容安排
卷緊的發條
彎曲的桿
*拓展一：彈性勢能
拉開的弓
1、定義：發生彈性形變的物體各部分之間由于彈力的相互作用而具有的勢能。
*彈性勢能
彈性形變量
2、影響因素：
彈簧的形變量x
（1）影響因素：
勁度系數k
3、彈簧的彈性勢能
重力勢能與m和h有關
重力勢能
與重力做功有關
分析
重力做功
重力勢能EP=mgh
彈性勢能
與x和k
有關
彈性勢能
與彈力做功
有關
分析
彈力做功
得到彈性勢能表達式
如何得到彈性勢能的表達式
怎樣計算彈簧彈力做的功？
F
W=Fl
=kx
微元法
無限分割
求和
微元法——物理學常用方法
把整個路徑分成很多段很短的間隔
每一小段曲線近似看成傾斜的直線
每一小段做功之和即為總功
不熟悉
熟悉
無限分割
求和
不熟悉
熟悉
拉力在每一小段可以認為是恒力
把拉伸彈簧的過程分成很多小段
拉力在各段做功之和即為總功
怎樣計算彈簧彈力做的功？
拉力做的總功就是
在各個小段上拉力做的功分別是F1Δl1，F2Δl2，F3Δl3，…
拉力分別是F1，F2，F3，…
每小段的長度是Δl1，Δl2，Δl3，…
怎樣計算彈簧彈力做的功？
W=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…
勻速直線運動圖像
勻變速直線運動圖像
l
F
F
x
o
x
F
恒力做功
彈簧彈力做功
W=Fl
勻變速直線運動
彈力做的功
W
o
x
F
o
x
F
o
x
F
o
x
F
x
kx
o
t
v
vo
o
t
v
v
o
t
v
v
o
t
v
v
vt
彈力
做負功
從A拉伸到B的過程
o
x
F
xB
xA
W
方法二：
方法一：
彈力
做負功
x
W
從A拉伸到B的過程
一方面與彈力做的功密切相關
另一方面它隨著彈簧伸長（壓縮）量的變化而變化,隨著勁度系數的增加而增加
與彈性勢能的基本特征一致
彈性勢能
EP彈
o
x
F
xB
xA
彈簧的形變量x
（1）影響因素：
勁度系數k
3、彈簧的彈性勢能
（2）表達式
EP彈
*勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能
（3）彈簧彈力做功與路徑無關
C
*拓展二:是否存在摩擦力勢能？
摩擦力做功是否與路徑無關
思路:從摩擦力做功入手
W=-2fl=-2μmgLcosθ
重力做功
WG=0
摩擦力做功
木塊從開始運動到返回到出發點的過程中
摩擦力做功是否與路徑無關
θ
v0
摩擦力做功是否與路徑無關
已知A、B兩點在一個水平面上，水平面的動摩擦因數為μ，一個物體從A點沿直線運動到B點，求此過程中，摩擦力做的功？
W= －f l = －μmglAB
A
B
μ
C點與A、B兩點在一個水平面上，同一物體先從A點沿直線運動到C點，再從C點沿直線運動到B點，求整個過程中，摩擦力做的功？
W=W1+W2
=－μmg(lAC+lCB)
從A到C
從C到B
W1=－μmglAC
W2=－μmglCB
全程
摩擦力做功是否與路徑無關
A
B
μ
C
W=－μmglAB,
W=－μmg(lAC+lCB)
起點和終點相同時，摩擦力做的功不同。
摩擦力做功與路徑有關。
思考：摩擦力做功是否與路徑無關
A
B
μ
C
A
B
μ
拓展二:是否存在摩擦力勢能？
摩擦力做功是否與路徑無關
思路:從摩擦力做功入手
結論:不存在摩擦力勢能
重力做功與重力勢能的關系
重力做功的特點
本節小結
彈性勢能
EP彈
不存在摩擦力勢能
知識回顧
習題應用
能力拓展

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