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1、物理物理必修必修2 2（人教版）（人教版）第七章機械能守恒定律第七章機械能守恒定律第四節(jié)重第四節(jié)重 力力 勢勢 能能 欄目鏈接欄目鏈接情情 景景切切 入入 欄目鏈接欄目鏈接安赫爾瀑布安赫爾瀑布，又稱丘倫梅魯瀑布又稱丘倫梅魯瀑布，位于委內瑞拉玻利位于委內瑞拉玻利瓦爾州的圭亞那高原瓦爾州的圭亞那高原，卡羅尼河支流丘倫河上它的水量卡羅尼河支流丘倫河上它的水量雖然不是很大雖然不是很大，落差卻有落差卻有979 m，居世界第一居世界第一，瀑布先瀉瀑布先瀉下下807 m，落在一個巖架上落在一個巖架上，然后再跌落然后再跌落172 m，落在山腳落在山腳下一個寬下一個寬152 m的大水池內它氣勢雄偉、景色壯觀的大
2、水池內它氣勢雄偉、景色壯觀，果果真應了那真應了那“飛流直下三千尺飛流直下三千尺，疑是銀河落九天疑是銀河落九天”的著名詩的著名詩句瀑布于高山峭壁之間句瀑布于高山峭壁之間，凌空飛垂凌空飛垂，珠飛玉濺珠飛玉濺，云霧蒸云霧蒸騰騰，山谷轟鳴襯以兩旁參天古樹山谷轟鳴襯以兩旁參天古樹，嶙峋怪石嶙峋怪石，壯麗之外壯麗之外又添幾分肅穆之美如果當年詩仙李白云游天下看到此景又添幾分肅穆之美如果當年詩仙李白云游天下看到此景，不知更能吟唱出何等壯美的詩篇不知更能吟唱出何等壯美的詩篇 欄目鏈接欄目鏈接課課 標標點點 擊擊 欄目鏈接欄目鏈接1理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進行
3、計算式進行計算2理解重力勢能的變化和重力做功的關系知理解重力勢能的變化和重力做功的關系知道重力做功與軌跡無關道重力做功與軌跡無關3知道重力勢能的相對性知道重力勢能的相對性 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接課課 前前導導 讀讀 欄目鏈接欄目鏈接一、重力做功一、重力做功1物體的物體的_發(fā)生變化時，重力要做功物發(fā)生變化時，重力要做功物體被舉高時，重力做體被舉高時，重力做_功；物體下落時，重力做功；物體下落時，重力做_功功2特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的_和和_的位置有關，而跟物體運動的的位置有關，而跟物體運動的_無無關關高度高度負負正正起點終點起點
4、終點路徑路徑課課 前前導導 讀讀 欄目鏈接欄目鏈接二、重力勢能二、重力勢能1定義：物體由于定義：物體由于_而具有的能量而具有的能量2大?。旱扔谒艽笮。旱扔谒躝與所處與所處_的乘積的乘積3表達式：表達式：Epmgh.4單位：焦耳，與功的單位相同單位：焦耳，與功的單位相同5相對性：重力勢能總是相對選定的相對性：重力勢能總是相對選定的_而言的而言的(該平面常稱為零勢面該平面常稱為零勢面)6系統(tǒng)性：重力勢能是系統(tǒng)性：重力勢能是_與與_所組成的系所組成的系統(tǒng)共有的統(tǒng)共有的被舉高被舉高重力重力高度高度參考平面參考平面地球地球 物體物體課課 前前導導 讀讀 欄目鏈接欄目鏈接1表達式：表達式：WG_E
5、p.2兩種情況兩種情況三、重力做功與重力勢能變化的關系三、重力做功與重力勢能變化的關系Ep1Ep2減少減少增加增加 欄目鏈接欄目鏈接問問 題題探探 究究問題一怎樣理解重力做功和重力勢能？問題一怎樣理解重力做功和重力勢能？ 欄目鏈接欄目鏈接1重力做功重力做功重力對物體所做的功只跟物體初、末位置的高度差有重力對物體所做的功只跟物體初、末位置的高度差有關，跟物體運動的路徑無關具體可從以下幾方面理解：關，跟物體運動的路徑無關具體可從以下幾方面理解：(1)重力做功的多少，不受其他力做功的影響不論有重力做功的多少，不受其他力做功的影響不論有多少力對物體做功，重力做功只與重力、物體在重力方向多少力對物體做功
6、，重力做功只與重力、物體在重力方向上的位移有關上的位移有關(2)重力做功不受運動狀態(tài)、加速度等因素的影響重力做功不受運動狀態(tài)、加速度等因素的影響問問 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接2重力勢能重力勢能(1)系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球所組成的系統(tǒng)共同系統(tǒng)性：重力勢能是物體和地球所組成的系統(tǒng)共同具有的能量，不是地球上物體獨有的，通常所說的物體的具有的能量，不是地球上物體獨有的，通常所說的物體的重力勢能是一種不確切的習慣說法重力勢能是一種不確切的習慣說法(2)相對性：重力勢能相對性：重力勢能Epmgh與參考平面的選擇有關，與參考平面的選擇有關，式中的式中的h是物體重心到參考平面的高度重力勢能是標量
7、，是物體重心到參考平面的高度重力勢能是標量，只有大小而無方向，但有正、負之分，當物體在參考平面只有大小而無方向，但有正、負之分，當物體在參考平面之上時，重力勢能之上時，重力勢能Ep為正值；當物體在參考平面之下時，為正值；當物體在參考平面之下時，重力勢能重力勢能Ep為負值注意物體重力勢能的正、負的物理意為負值注意物體重力勢能的正、負的物理意義是表示比零勢能大，還是比零勢能小義是表示比零勢能大，還是比零勢能小問問 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接 (3)參考平面選擇的任意性視處理問題的方便而參考平面選擇的任意性視處理問題的方便而定，一般可選擇地面或物體運動時所達到的最低點所在定，一般可選擇地面或物
8、體運動時所達到的最低點所在水平面為零勢能參考平面水平面為零勢能參考平面(4)重力勢能變化的絕對性：物體從一個位置到另重力勢能變化的絕對性：物體從一個位置到另一個位置的過程中，重力勢能的變化與參考平面的選取一個位置的過程中，重力勢能的變化與參考平面的選取無關，它的變化是絕對的我們關注的是重力勢能的變無關，它的變化是絕對的我們關注的是重力勢能的變化，這意味著能的轉化問題化，這意味著能的轉化問題3重力做功與重力勢能的比較重力做功與重力勢能的比較問問 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接項目項目重力做功重力做功重力勢能重力勢能定義定義重力對物體所做的重力對物體所做的功功物體由于被舉高而具有物體由于被舉高而
9、具有的能量的能量表達式表達式WGmghEpmgh影響大小影響大小的因素的因素重力和初、末位置重力和初、末位置的高度差的高度差重力和某一位置的高度重力和某一位置的高度特點特點只與初、末位置的只與初、末位置的高度差有關，與路高度差有關，與路徑及參考平面的選徑及參考平面的選擇無關擇無關與參考平面的選擇有關，與參考平面的選擇有關，同一位置的物體，選擇同一位置的物體，選擇不同的參考平面會有不不同的參考平面會有不同的重力勢能同的重力勢能過程量過程量狀態(tài)量狀態(tài)量問問 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接名師提示名師提示：重力勢能是一個標量重力勢能是一個標量，其正、負其正、負表示與參考平面上物體勢能的相對大小表示
10、與參考平面上物體勢能的相對大小，比較物體比較物體的重力勢能的大小時的重力勢能的大小時，要帶正、負號比較重力勢要帶正、負號比較重力勢能的大小與參考平面的選取有關能的大小與參考平面的選取有關，即重力勢能具有，即重力勢能具有相對性，但重力勢能的變化量則與參考平面的選取相對性，但重力勢能的變化量則與參考平面的選取無關，具有絕對性無關，具有絕對性問問 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接u嘗試應用嘗試應用1下列關于重力勢能的說法中正確的是下列關于重力勢能的說法中正確的是()A有有A、B兩個物體，兩個物體，A的高度是的高度是B高度的高度的2倍，倍，那么物體那么物體A的重力勢能的數(shù)值一定是物體的重力勢能的數(shù)值一
11、定是物體B的的2倍倍B從同一高度將某一物體以相同的速度豎直上從同一高度將某一物體以相同的速度豎直上拋或平拋，從拋出到落地的過程中，物體重力勢能的拋或平拋，從拋出到落地的過程中，物體重力勢能的變化是相同的變化是相同的問問 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接 B答案：答案：C有一物體從樓頂落到地面，如果受到空氣有一物體從樓頂落到地面，如果受到空氣阻力，物體重力勢能的減少量少于自由下落時重力阻力，物體重力勢能的減少量少于自由下落時重力勢能的減少量勢能的減少量D重力做功時，不僅與物體運動的高度差有重力做功時，不僅與物體運動的高度差有關，還與物體運動的路徑有關關，還與物體運動的路徑有關知知 識識解解 惑惑
12、問題二重力做功與重力勢能變化的關系問題二重力做功與重力勢能變化的關系 欄目鏈接欄目鏈接設設A、B兩點為物體在運動過程中所經(jīng)歷的兩點為物體在運動過程中所經(jīng)歷的兩點兩點(如圖所示如圖所示)若從若從B點運動到點運動到A點，則點，則WGmgh(重力重力對物體做負功對物體做負功mgh)；從能量的角度，；從能量的角度，Epmgh(重力勢能增加重力勢能增加mgh). 若從若從A點運動到點運動到B點，則點，則WGmgh(重力對重力對物體做正功物體做正功mgh)；從能量的角度，；從能量的角度，Epmgh(重力勢能減少重力勢能減少mgh)知知 識識解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接可見，重力勢能的改變量可見，重力勢能的
13、改變量Ep只與重力做功只與重力做功WG有有關，跟物體做什么運動以及是否同時還有其他作關，跟物體做什么運動以及是否同時還有其他作用力用力(如牽引力、阻力等如牽引力、阻力等)的存在無關，即的存在無關，即WGEp.也就是說，重力做正功時，重力勢能減少，也就是說，重力做正功時，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功；克服重力做減少的重力勢能等于重力所做的功；克服重力做功時，重力勢能增加，增加的重力勢能等于克服功時，重力勢能增加，增加的重力勢能等于克服重力所做的功即重力所做的功即WGEp1Ep2mgh1mgh2.知知 識識解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接名師提示名師提示：重力勢能的變化過程重力勢能的變
14、化過程，也是重力做功的也是重力做功的過程過程，二者的關系為二者的關系為WGEp1Ep2mgh1mgh2mg(h1h2)mgh.(1)當物體由高處運動到低處時當物體由高處運動到低處時WG0，Ep1Ep2，表表明重力做正功明重力做正功，重力勢能減少重力勢能減少，減少的重力勢能等于重減少的重力勢能等于重力所做的功力所做的功(2)當物體由低處運動到高處時當物體由低處運動到高處時，WG0，Ep1hB，則可能有，則可能有WAWBChAhB，則一定有，則一定有WAWB 欄目鏈接欄目鏈接知知 識識解解 惑惑解析：解析： 欄目鏈接欄目鏈接答案：答案：B知知 識識解解 惑惑u變式應用變式應用 欄目鏈接欄目鏈接1(
15、雙選雙選)質量為質量為m的物體從地面上方的物體從地面上方H高處由靜止高處由靜止釋放，落在地面后出現(xiàn)一個深度為釋放，落在地面后出現(xiàn)一個深度為h的坑，如圖所示，在的坑，如圖所示，在此過程中此過程中()A重力對物體做功為重力對物體做功為mgHB重力對物體做功為重力對物體做功為mg(Hh)C物體的重力勢能減少了物體的重力勢能減少了mg(Hh)D物體的重力勢能增加了物體的重力勢能增加了mg(Hh)答案：答案：BC知知 識識解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接題型題型2 2 重心變化類物體重力勢能變化重心變化類物體重力勢能變化例例2 2如圖所示，一條鐵鏈長為如圖所示，一條鐵鏈長為2 m，質量為，質量為10 kg，
16、放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開放在水平地面上，拿住一端提起鐵鏈直到鐵鏈全部離開地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢地面的瞬間，物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？能變化了多少？(g取取10 m/s2)知知 識識解解 惑惑解析：解析： 欄目鏈接欄目鏈接知知 識識解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接答案：答案：100 J增加了增加了100 J知知 識識解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接名師歸納名師歸納：重力勢能具有相對性重力勢能具有相對性，其值與參考其值與參考平面的選擇有關；而重力勢能的變化具有絕對性平面的選擇有關；而重力勢能的變化具有絕對性，與與參考平面的選擇無關在解題過程中需要注意：參考平面的選擇無關在解題過程中需要注意：(1)靈活選擇零勢能面可簡化求解重力勢能變化靈活選擇零勢能面可簡化求解重力勢能變化的過程的過程(2)重力勢能變化的求解仍需借助科學的思維方重力勢能變化的求解仍需借助科學的思維方法法，如公式法、轉化法、整體法、隔離法等如公式法、轉化法、整體法、隔離法等知知 識識解解 惑惑u變式應用變式應用 欄目鏈接欄目鏈接知知 識識解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接答案：答案：解析：解析：
高中物理 第四節(jié) 重力勢能課件 新人教版必修2
