（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 2.4 重力勢(shì)能課件.ppt

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2.4重力勢(shì)能,一、重力做的功[觀圖助學(xué)],(1)瀑布中的水落下的過(guò)程中重力做什么功？怎樣計(jì)算重力做的功？(2)貨物被起重機(jī)吊起的過(guò)程中重力做什么功？怎樣計(jì)算重力做的功？,1.做功表達(dá)式：WG＝mgh＝mgh1－mgh2，式中h指初位置與末位置的________；h1、h2分別指________、________的高度。2.做功的正負(fù)：物體下降時(shí)重力做____功；物體被舉高時(shí)重力做____功。3.做功的特點(diǎn)：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的______________的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的_______無(wú)關(guān)。,高度差,初位置,末位置,正,負(fù),起點(diǎn)和終點(diǎn),路徑,[理解概念],判斷下列說(shuō)法是否正確。(1)瀑布中的水落下的過(guò)程中重力做正功。()(2)貨物被起重機(jī)吊起的過(guò)程中重力做正功。()(3)重力做功與位移有關(guān)。(),,√,,二、重力勢(shì)能1.定義：物體所受重力與所處高度的乘積。2.表達(dá)式：Ep＝______。3.標(biāo)矢性：重力勢(shì)能是_______，只有大小，沒(méi)有方向。4.單位：_______，符號(hào)：J。5.重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系(1)表達(dá)式：WG＝__________＝－ΔEp。(2)兩種情況,mgh,①當(dāng)物體從高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做_____，重力勢(shì)能_____，即WG＞0，Ep1＞Ep2。②當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做_____，重力勢(shì)能_____，即WG＜0，Ep1＜Ep2。重力做負(fù)功也可以說(shuō)成物體________________。,標(biāo)量,焦耳,Ep1－Ep2,正功,減少,負(fù)功,增加,克服重力做功,三、重力勢(shì)能的相對(duì)性和系統(tǒng)性1.重力勢(shì)能的相對(duì)性(1)參考平面：物體的重力勢(shì)能總是相對(duì)于某一________來(lái)說(shuō)的，這個(gè)________叫做參考平面。在參考平面上，物體的重力勢(shì)能取做____。(2)重力勢(shì)能的相對(duì)性選擇不同的參考平面，物體重力勢(shì)能的數(shù)值是______的。對(duì)選定的參考平面，上方物體的重力勢(shì)能是_____值，下方物體的重力勢(shì)能是_____值，負(fù)號(hào)表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢(shì)能要比在參考平面上具有的重力勢(shì)能_____。2.重力勢(shì)能的系統(tǒng)性重力勢(shì)能是______與_______所組成的系統(tǒng)共有的。,水平面,水平面,0,不同,正,負(fù),小,地球,物體,[理解概念],判斷下列說(shuō)法是否正確。(1)同一物體在不同高度時(shí)，重力勢(shì)能不同。()(2)不同物體在同一高度，重力勢(shì)能一定不同。()(3)同一物體的重力勢(shì)能Ep1＝2J，Ep2＝－3J，則Ep1>Ep2。()(4)重力做功WG＝－20J時(shí)，物體的重力勢(shì)能減小20J。(),√,√,,,[觀察探究]如圖1所示，將質(zhì)量為m的物塊從A移到B可以有如下方式：,方式1：沿著折線AOB路徑①移動(dòng)。方式2：沿著直線AB路徑②移動(dòng)。方式3：沿著曲線ACB路徑③移動(dòng)。(1)沿著上述三條路徑移動(dòng)物塊，重力做的功分別是多少？(2)結(jié)合上面的討論，分析重力做功有什么特點(diǎn)。,對(duì)重力做功的理解,[探究歸納]1.重力做功大小只與重力和物體高度變化有關(guān)，與受其他力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)均無(wú)關(guān)。2.物體下降時(shí)重力做正功，物體上升時(shí)重力做負(fù)功。3.在一些往復(fù)運(yùn)動(dòng)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的復(fù)雜問(wèn)題中求重力做功時(shí)，利用重力做功的特點(diǎn)，可以省去大量中間過(guò)程，一步求解。,[試題案例],[例1]某游客領(lǐng)著孩子游泰山時(shí)，孩子不小心將手中的皮球滑落，球從A點(diǎn)滾到了山腳下的B點(diǎn)，高度標(biāo)記如圖2所示，則下列說(shuō)法正確的是(),圖2,A.從A到B的曲線軌跡長(zhǎng)度不知道，無(wú)法求出此過(guò)程重力做的功B.從A到B過(guò)程中阻力大小不知道，無(wú)法求出此過(guò)程重力做的功C.從A到B重力做功mg(H＋h)D.從A到B重力做功mgH,解析重力對(duì)物體所做的功只與初、末位置的高度差有關(guān)，大小為WG＝mgH，故選項(xiàng)D正確。答案D,[針對(duì)訓(xùn)練1]如圖3所示，一物體從A點(diǎn)出發(fā)，分別沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上拋出，運(yùn)動(dòng)后到達(dá)同一水平面上的B、C、D三點(diǎn)。關(guān)于重力的做功情況，下列說(shuō)法正確的是(),A.沿AB面滑下時(shí)，重力做功最多B.沿AC面滑下時(shí)，重力做功最多C.沿AD拋物線運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做功最多D.三種情況下運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力做的功相等,解析由于重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)，故D正確。答案D,對(duì)重力勢(shì)能的理解,圖4,[觀察探究]1.如圖4所示，打夯時(shí)，夯錘被高高舉起，然后砸向地面，設(shè)夯錘質(zhì)量為m。,(1)選擇地面為參考平面，夯錘在地面上的重力勢(shì)能是多少？夯錘從地面被舉高h(yuǎn)米后重力勢(shì)能是多少？(2)選擇離地面高度h處為參考平面，夯錘在地面上的重力勢(shì)能是多少？夯錘在h米高處重力勢(shì)能是多少？答案(1)0mgh(2)－mgh0,2.如圖5所示，幼兒園小朋友們正在玩滑梯：,圖5,(1)小朋友從最高點(diǎn)滑落到地面的過(guò)程中重力做正功還是負(fù)功？重力勢(shì)能是增加還是減少？(2)小朋友從地面爬上滑梯最高點(diǎn)的過(guò)程中重力做正功還是負(fù)功？重力勢(shì)能是增加還是減少？答案(1)小朋友沿滑梯滑下的過(guò)程中重力做正功，重力勢(shì)能減少。(2)小朋友從地面爬上滑梯最高點(diǎn)的過(guò)程中重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。,[探究歸納]1.重力勢(shì)能的“四性”,(1)標(biāo)量性：重力勢(shì)能是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，但有正、負(fù)。重力勢(shì)能正、負(fù)的含義：正、負(fù)值分別表示物體處于參考平面上方和下方。(2)相對(duì)性選取不同的水平面作為參考平面，其重力勢(shì)能具有不同的數(shù)值，即重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān)。,(3)絕對(duì)性物體在兩個(gè)高度不同的位置時(shí)，由于高度差一定，重力勢(shì)能之差也是一定的，即物體的重力勢(shì)能的變化與參考平面的選取無(wú)關(guān)。(4)系統(tǒng)性重力是地球?qū)ξ矬w吸引而產(chǎn)生的，如果沒(méi)有地球?qū)ξ矬w的吸引，就不會(huì)有重力，也不存在重力勢(shì)能，所以重力勢(shì)能是這個(gè)系統(tǒng)共同具有的，平時(shí)所說(shuō)的“物體”的重力勢(shì)能只是一種簡(jiǎn)化的說(shuō)法。,2.重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系,[試題案例],[例2](2018唐山高一檢測(cè))在離地面80m處無(wú)初速度地釋放一小球，小球質(zhì)量為m＝200g，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，取釋放點(diǎn)所在水平面為參考平面。求：(1)在第2s末小球的重力勢(shì)能；(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢(shì)能的變化?！舅悸伏c(diǎn)撥】(1)計(jì)算重力勢(shì)能時(shí)要注意重力勢(shì)能的正負(fù)和物體所在位置相對(duì)于參考平面的高度。(2)在第3s內(nèi)重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量。,答案(1)－40J(2)50J，小球的重力勢(shì)能減少了50J,,重力勢(shì)能的三種求解方法(1)根據(jù)重力勢(shì)能的定義求解：選取零勢(shì)能參考平面，由Ep＝mgh可求質(zhì)量為m的物體在離零勢(shì)能參考平面h高度處的重力勢(shì)能。(2)由重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系求解由WG＝Ep1－Ep2知Ep2＝Ep1－WG或Ep1＝WG＋Ep2。(3)由等效法求重力勢(shì)能：重力勢(shì)能的變化與運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)關(guān)，只與初、末狀態(tài)有關(guān)。ΔEp＝mgΔh＝Ep2－Ep1。,[針對(duì)訓(xùn)練2]如圖6所示，質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h。若以桌面為參考平面，那么小球落地時(shí)的重力勢(shì)能及整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能的變化分別是(),A.mgh，減少mg(H－h(huán))B.mgh，增加mg(H＋h)C.－mgh，增加mg(H－h(huán))D.－mgh，減少mg(H＋h),圖6,解析以桌面為參考平面，落地時(shí)物體的重力勢(shì)能為－mgh，初狀態(tài)重力勢(shì)能為mgH，即重力勢(shì)能的變化ΔEp＝－mgh－mgH＝－mg(H＋h)，所以重力勢(shì)能減少了mg(H＋h)，D正確。答案D,