物理:74《重力势能》课件(新人教版必修2).ppt
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1、重力势能前言前言 物体由于被举高而具有的能叫重力势能。物体由于被举高而具有的能叫重力势能。 物体的高度发生变化时,重力要做功:物体被物体的高度发生变化时,重力要做功:物体被举举高高时,重力做时,重力做负负功;物体功;物体下降下降时,重力做时,重力做正正功。功。几个概念力:物体之间的相互作用。重力:物体由于地球的吸引而受到 的力势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量。一个新的概念重力势能因此,因此,认识这种势能,不能脱离对重力做功的研究。认识这种势能,不能脱离对重力做功的研究。物体物体竖直竖直下落下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mg
2、h2 一.重力做功物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从 A A 到到 C CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2物体物体沿曲线沿曲线运动运动 从从 A A 到到 C Ch1h2h3ACh2h1hAh 1L LW1=mglcos1=mg h 1W=W1+W2+W3+ W=mg h 1+ mg h 2 + mg h 3 + =mg (h 1+ h 2 + h 3 )=mg h =mgh1mgh2重力做功的特点: 重力做功只跟它的起点和终点的位置(高度差)有关,与物体运动的路径无关与物体运动的路径无关。WG = mgh1 - mgh2上述分析过程表明:上
3、述分析过程表明: 还表明:功的大小等于物重跟起点高度的乘积还表明:功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与与物重跟终点高度的乘积物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。即两者之差。即即:即:WG = mgh二.重力势能1.1.定义:物体的重力势能等于它所受重力与所定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。处高度的乘积。2.2.单位:国际单位制中,焦耳单位:国际单位制中,焦耳(J)(J)。 1J=1kg1J=1kgm.s-2 .m=1N.m .m=1N.m3.3.重力势能是重力势能是标量标量,状态量。,状态量。4.4.重力势能的变化重力势能的变化 E EP P=mgh=mgh2 2-m
4、gh-mgh1 1 Ep=mgh 可见可见,重力做的功等于重力做的功等于“mghmgh”这个量的变化这个量的变化.在物理学中,在物理学中, “mghmgh”是一个有特殊意义的物理量是一个有特殊意义的物理量. 这这个物理量就是表示物体的重力势能。个物理量就是表示物体的重力势能。WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep214三、重力做功与重力势能变化关系三、重力做功与重力势能变化关系重力做的功等于重力势能的减少量重力做的功等于重力势能的减少量 如果重力做如果重力做正功正功,重力势能,重力势能减少减少,减少的重力,减少的重力势能势能等于等于重力对物体做的重力对物体做的功功 如果重力做如
5、果重力做负功负功,重力势能,重力势能增加增加,增加的重力,增加的重力势能势能等于等于物体物体克服克服重力做的重力做的功功即即 WG = Ep 讨论讨论:重力势能为零的物体是不是就没有重重力势能为零的物体是不是就没有重力势能力势能?计算重力势能之前需要先选定计算重力势能之前需要先选定参考平面参考平面 在参考面下方在参考面下方的物体的高度是的物体的高度是负值负值,重力,重力势能也是势能也是负值负值。 参考平面的选取是参考平面的选取是任意任意的的 . 在参考面上方在参考面上方的物体的高度是的物体的高度是正值正值,重力,重力势能也是势能也是正值正值;势能是势能是状态量状态量、标量标量+ +、表示表示大
6、小大小17四、重力势能的相对性四、重力势能的相对性高度是相对的,所以重力势能也是相对的高度是相对的,所以重力势能也是相对的 必须指出的是,必须指出的是,重力势能跟重力做功密切重力势能跟重力做功密切相关相关,而重力是而重力是地球与物体之间的地球与物体之间的相互作用力相互作用力。也就是说,倘若也就是说,倘若没有地球,就谈不上没有地球,就谈不上重力。重力。所所以,严格说来,重力势能是地球与物体所组成以,严格说来,重力势能是地球与物体所组成的这个物体的这个物体“系统系统”所共有的,而不是地球上所共有的,而不是地球上的物体单独具有的。的物体单独具有的。 重力势能属于重力势能属于物体和地球组成的系统物体和
7、地球组成的系统 .五.重力势能的系统性 平常所说的“物体”的重力势能,只是一种习惯简化的说法。例:例: 如图,质量如图,质量0.5kg的小球,从桌面以上的小球,从桌面以上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点,桌面高点,桌面高h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面 6J10J-4J010J10J-10J-10Jh1h2AB 选取不同的参考平面选取不同的参考平面, ,物体的
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