1、重力勢能1假設(shè)一個物體假設(shè)一個物體可以對外界做功，可以對外界做功，我們就說這個物體具有我們就說這個物體具有 由于運動由于運動能量能量動能動能由于發(fā)生彈性形變由于發(fā)生彈性形變彈性勢能彈性勢能由于被舉高由于被舉高重力勢能重力勢能2L h hAAABBB豎直下落豎直下落沿斜線運動沿斜線運動沿曲線運動沿曲線運動豎直位移為豎直位移為h豎直位移為豎直位移為h豎直位移為豎直位移為h一、重力做功的特點：一、重力做功的特點： 重力做的功跟挪動的途徑無關(guān)，重力做的功跟挪動的途徑無關(guān)，只跟重力的大小和初末位置的高度只跟重力的大小和初末位置的高度差有關(guān)。差有關(guān)。 W=mgh3思索：思索： 我們怎樣來定量的描畫物體的重

2、力我們怎樣來定量的描畫物體的重力勢能呢？勢能呢？ 設(shè)一個質(zhì)量為設(shè)一個質(zhì)量為m的物體從距地面高度為的物體從距地面高度為h1的的A點下落到高度為點下落到高度為h2的的B點，重力對點，重力對物體所做的功為多少？物體所做的功為多少？情景設(shè)計：情景設(shè)計：WGmg(h1-h2)WGmgh1-mgh2h1Ah2B4物體從物體從A落到落到B的過程中的過程中, 重力做功重力做功 hh2h1AB2121 )( mghmghhhmgmghWG 可見，重力做的功等于可見，重力做的功等于“mgh這個量這個量的變化。在物理學(xué)中，的變化。在物理學(xué)中， “mgh是一個由特是一個由特殊意義的物理量。就用這個物理量表示物體殊意義

3、的物理量。就用這個物理量表示物體的重力勢能。的重力勢能。一、一、 重力做功重力做功二、二、 重力勢能重力勢能 重力勢能重力勢能物體由于被舉高而具有的能量物體由于被舉高而具有的能量21 mghmghmghWG 1.重力勢能的表達式：重力勢能的表達式：Ep = mghm 物體的質(zhì)量，單位：千克物體的質(zhì)量，單位：千克kgEp 物體的重力勢能，單位：焦物體的重力勢能，單位：焦Jg 重力加速度，單位：米秒重力加速度，單位：米秒2ms2h 物體的高度，單位：米物體的高度，單位：米m即：物體的重力勢能等于物體的分量即：物體的重力勢能等于物體的分量和它的高度的乘積。和它的高度的乘積?！揪毩?xí)】塔吊把一質(zhì)量為【練

4、習(xí)】塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從的物體，從距地面高為距地面高為h1=10m的高度勻速運到高為的高度勻速運到高為h2=3m的的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？假設(shè)物體加速或減速下降呢？化？假設(shè)物體加速或減速下降呢？(g=10m/s-2)【練習(xí)】塔吊把一質(zhì)量為【練習(xí)】塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體，從的物體，從距地面高為距地面高為h1=10m的高度勻速運到高為的高度勻速運到高為h2=3m的的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？假設(shè)物體加速或減速下降呢？化？假設(shè)物體加速或減速下降呢？(g

5、=10m/s-2)重力做功為：重力做功為： WG=mg(h1-h2)=14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2 =14000J重力勢能減少了重力勢能減少了14000J【分析】【分析】 三、重力做功與重力勢能的關(guān)系三、重力做功與重力勢能的關(guān)系(1)(1)當(dāng)物體由高處向低處運動時當(dāng)物體由高處向低處運動時: :重力做正功，重力勢能減少，重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功。減少的重力勢能等于重力所做的功。(2)(2)當(dāng)物體由低處向高處運動時當(dāng)物體由低處向高處運動時: :重力做負功重力做負功( (物體抑制重力做功物體抑制重力做功) )，重力勢，重力勢能添加，添加的重力

6、勢能等于物體抑制重能添加，添加的重力勢能等于物體抑制重力所做的功。力所做的功。 WG= mgh1mgh2= Ep1Ep2 =Ep10討論：討論：(1)重力做正功重力勢能減少，而且重重力做正功重力勢能減少，而且重力做了多少功，重力勢能就減少了多少。力做了多少功，重力勢能就減少了多少。(2)重力做負功重力勢能添加，而且克重力做負功重力勢能添加，而且克服重力做了多少功，重力勢能就添加多少。服重力做了多少功，重力勢能就添加多少。領(lǐng)會領(lǐng)會“功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度2. 重力做功與重力勢能變化的關(guān)系重力做功與重力勢能變化的關(guān)系 當(dāng)然不能，由于此時這個能量不能表示當(dāng)然不能，由于此時這個能量不能表

7、示物體重力做功的實踐情況。物體重力做功的實踐情況。 當(dāng)摩擦力對物體做功時，我們能不能定當(dāng)摩擦力對物體做功時，我們能不能定義有一個摩擦力勢能存在呢？為什么？義有一個摩擦力勢能存在呢？為什么？ 當(dāng)然不能，由于此時這個能量不能表示當(dāng)然不能，由于此時這個能量不能表示物體重力做功的實踐情況。物體重力做功的實踐情況。 當(dāng)摩擦力對物體做功時，我們能不能定當(dāng)摩擦力對物體做功時，我們能不能定義有一個摩擦力勢能存在呢？為什么？義有一個摩擦力勢能存在呢？為什么？ 不行，摩擦力做功與途徑有關(guān)。不行，摩擦力做功與途徑有關(guān)。 三三. 重力勢能的相對性重力勢能的相對性 三三. 重力勢能的相對性重力勢能的相對性高度高度h是相

8、對于誰的呢？是相對于誰的呢？ 三三. 重力勢能的相對性重力勢能的相對性高度高度h是相對于誰的呢？是相對于誰的呢？重力勢能總是相對于某個程度面來說的，這重力勢能總是相對于某個程度面來說的，這個程度面叫參考平面。個程度面叫參考平面。 三三. 重力勢能的相對性重力勢能的相對性高度高度h是相對于誰的呢？是相對于誰的呢？重力勢能總是相對于某個程度面來說的，這重力勢能總是相對于某個程度面來說的，這個程度面叫參考平面。個程度面叫參考平面。參考平面選取不同，重力勢能的數(shù)值就不同。參考平面選取不同，重力勢能的數(shù)值就不同?？梢?，重力勢能具有相對性。選擇哪個程度面作為可見，重力勢能具有相對性。選擇哪個程度面作為參考

9、平面，可視研討問題的方便而定，通常選擇地參考平面，可視研討問題的方便而定，通常選擇地面作為參考平面。選擇不同的參考平面，物體的重面作為參考平面。選擇不同的參考平面，物體的重力勢能的數(shù)值是不同的，但并不影響研討有關(guān)重力力勢能的數(shù)值是不同的，但并不影響研討有關(guān)重力勢能的問題。勢能的問題。說說 明明重力勢能的正負表示大小。重力勢能的正負表示大小。說說 明明重力勢能的正負表示大小。重力勢能的正負表示大小。對選定的參考平面而言，對選定的參考平面而言，上方物體的高度是正值，重力上方物體的高度是正值，重力勢能也是正值；勢能也是正值；下方物體的高度是負值，下方物體的高度是負值，重力勢能也是負值。重力勢能重力勢

10、能也是負值。重力勢能為負，表示物體在這個位置具為負，表示物體在這個位置具有的重力勢能比在參考平面上有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能少。具有的重力勢能少。說說 明明重力勢能的正負表示大小。重力勢能的正負表示大小。對選定的參考平面而言，對選定的參考平面而言，上方物體的高度是正值，重力上方物體的高度是正值，重力勢能也是正值；勢能也是正值；下方物體的高度是負值，下方物體的高度是負值，重力勢能也是負值。重力勢能重力勢能也是負值。重力勢能為負，表示物體在這個位置具為負，表示物體在這個位置具有的重力勢能比在參考平面上有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能少。具有的重力勢能少。重力勢能：重力勢能：3

11、 J 5 J說說 明明 1.計算重力勢能之前需求先選定參考平面。計算重力勢能之前需求先選定參考平面。 在參考面上方的物體的高度是正值，在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；重力勢能也是正值；在參考面下方的物體的高度是負值，在參考面下方的物體的高度是負值，重力勢能也是負值。重力勢能也是負值。 2.參考平面的選取是恣意的參考平面的選取是恣意的 。 3.重力勢能是標(biāo)量。重力勢能是標(biāo)量。+、表示大小。表示大小。 總結(jié)：重力勢能的相對性總結(jié)：重力勢能的相對性高度是相對的，高度是相對的，所以重力勢能也是相對的。所以重力勢能也是相對的。假設(shè)有一個人站在假設(shè)有一個人站在3 3樓，樓，他以為他所在的

12、位置是他以為他所在的位置是比較高還是比較低？比較高還是比較低？ 【例】如圖【例】如圖, 質(zhì)量質(zhì)量1.0kg的小球的小球, 從桌面以上從桌面以上h1=1.2m的的A點落到地點落到地面的面的B點點, 桌面高桌面高h2=0.8m. 請按要請按要求填寫下表求填寫下表. (g=10m/s2)參考參考平面平面小球在小球在A點重力點重力勢能勢能小球在小球在B點重力勢點重力勢能能下落過程下落過程小球重力小球重力做功做功下落過程小下落過程小球重力勢能球重力勢能變化變化桌面桌面地面地面h1h2AB 【例】如圖【例】如圖, 質(zhì)量質(zhì)量1.0kg的小球的小球, 從桌面以上從桌面以上h1=1.2m的的A點落到地點落到地面

13、的面的B點點, 桌面高桌面高h2=0.8m. 請按要請按要求填寫下表求填寫下表. (g=10m/s2)參考參考平面平面小球在小球在A點重力點重力勢能勢能小球在小球在B點重力勢點重力勢能能下落過程下落過程小球重力小球重力做功做功下落過程小下落過程小球重力勢能球重力勢能變化變化桌面桌面12J-8J20J減少減少20J地面地面h1h2AB 【例】如圖【例】如圖, 質(zhì)量質(zhì)量1.0kg的小球的小球, 從桌面以上從桌面以上h1=1.2m的的A點落到地點落到地面的面的B點點, 桌面高桌面高h2=0.8m. 請按要請按要求填寫下表求填寫下表. (g=10m/s2)參考參考平面平面小球在小球在A點重力點重力勢能

14、勢能小球在小球在B點重力勢點重力勢能能下落過程下落過程小球重力小球重力做功做功下落過程小下落過程小球重力勢能球重力勢能變化變化桌面桌面12J-8J20J減少減少20J地面地面20J020J減少減少20Jh1h2AB四四. 重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能的系統(tǒng)性四四. 重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能的系統(tǒng)性那么重力勢能是誰具有的呢？那么重力勢能是誰具有的呢？四四. 重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能的系統(tǒng)性那么重力勢能是誰具有的呢？那么重力勢能是誰具有的呢？重力勢能應(yīng)該是物體與地球組成的系統(tǒng)重力勢能應(yīng)該是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨具有的。具有的。四

15、四. 重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能的系統(tǒng)性那么重力勢能是誰具有的呢？那么重力勢能是誰具有的呢？重力勢能應(yīng)該是物體與地球組成的系統(tǒng)重力勢能應(yīng)該是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨具有的。具有的。不只是重力勢能，任何方式的勢能，都不只是重力勢能，任何方式的勢能，都是相應(yīng)的物體系統(tǒng)由于其中各物體之間，或是相應(yīng)的物體系統(tǒng)由于其中各物體之間，或物體內(nèi)的各部分之間存在相互作用而具有的物體內(nèi)的各部分之間存在相互作用而具有的能，是由各物體的相對位置決議的。能，是由各物體的相對位置決議的。 必需指出的是，重力是地球與物體之間的相互作用力。也就是說，倘假設(shè)沒有地球，就談不上重力。所以，嚴厲說來，重力勢能是地球與物體所組成的這個“系統(tǒng)所共有的，而不是地球上的物體單獨具有的。 重力勢能屬于物體和地球組成的系重力勢能屬于物體和地球組成的系統(tǒng)統(tǒng) ?？偨Y(jié)：重力勢能的系統(tǒng)性總結(jié)：重力勢能的系統(tǒng)性 平常所說的“物體的重力勢能，只是一種習(xí)慣簡化的說法。31小小 結(jié)結(jié)一、重力做功的特點：一、重力做功的特點： 與途徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)與途徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)二、重力勢能：二、重力勢能： Ep=mgh