1、重力勢(shì)能人教版高中物理 必修2新知導(dǎo)入思考：打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí)，可以把水泥樁打進(jìn)地里，為什么?重力勢(shì)能打樁機(jī)的重錘從高處落下時(shí)，重錘具有重力勢(shì)能。初中我們已經(jīng)定性地學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能，物體的質(zhì)量越大、所處的位置越高，重力勢(shì)能就越大。這一節(jié)我們來(lái)進(jìn)一步定量地研究重力勢(shì)能。新知講解一、重力做的功功與能是兩個(gè)密切聯(lián)系的物理量。物體的高度發(fā)生變化，重力勢(shì)能發(fā)生變化，重力要做功。物體被舉高時(shí)重力做負(fù)功，勢(shì)能增大。物體下降時(shí)重力做正功，勢(shì)能減??；新知講解例1（1）設(shè)一個(gè)質(zhì)量為 m 的物體，從與地面高度為 h1 的位置 A，豎直向下運(yùn)動(dòng)到高度為 h2 的位置 B，求這個(gè)過(guò)程中重力做的功。mghh1h2AB

2、W G mgh mgh1 mgh2新知講解（2）如圖所示，質(zhì)量為 m 的物體從上向下運(yùn)動(dòng)，沿著一個(gè)斜面向下運(yùn)動(dòng)到 B，再水平運(yùn)動(dòng)到 B，高度由 h1 降為 h2 。求這個(gè)過(guò)程中重力做的功。h2hh1BBAmg物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的距離是 l，在這一過(guò)程中重力做的功是：W G （mgcos）l mgh mgh1 mgh2上面情況中，盡管物體運(yùn)動(dòng)的路徑不同，但高度的變化是一樣的，而且重力做的功也是一樣的。新知講解從 B沿水平方向運(yùn)動(dòng)到 B 的過(guò)程中，重力不做功。即這個(gè)過(guò)程中重力做的功： W G mgh1 mgh2新知講解1、重力做功的特點(diǎn)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)

3、動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。h1，h2分別代表始、末兩個(gè)位置的高度。W G =mgh1 mgh22、重力的功功等于物體所受的重力跟起點(diǎn)高度的乘積 mgh1 與跟終點(diǎn)高度的乘積 mgh2 兩者之差。新知講解二、重力勢(shì)能定義：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能。2. 決定重力勢(shì)能大小的相關(guān)因素：物體的重力勢(shì)能的大小跟物體的質(zhì)量和所在的高度有關(guān)3. 大小: E=mgh; 單位： 焦耳（J），是標(biāo)量，其單位與功的單位相同，在國(guó)際單位制中都是焦耳，符號(hào)為 J。1 J 1 kgms -2 m 1 Nm新知講解3、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系重力做功與重力勢(shì)能：WGEp1Ep2其中 Ep1 表示物體在初位置的重力勢(shì)能，E

4、p2 表示物體在末位置的重力勢(shì)能。（1）重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做了多少正功，重力勢(shì)能就減少多少。 WGEp1Ep2 WG 0，Ep1 Ep2新知講解（2）重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，物體克服重力做了多少功，重力勢(shì)能就增加多少。（3）重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量WG 0， Ep1 Ep2WGEp1Ep2 WGEp1Ep2 =-Ep物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)重力勢(shì)能增加vG新知講解總結(jié)：物體上升，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能Ep增加，物體克服重力做的功等于重力勢(shì)能的增加。物體下降，重力做正功，重力勢(shì)能Ep減少，物體重力做的功等于重力勢(shì)能的增減少。新知講解若重力做的功與路徑有關(guān)，即對(duì)應(yīng)于同樣的起點(diǎn)和終點(diǎn)，重力對(duì)

5、同一物體所做的功，隨物體運(yùn)動(dòng)路徑的不同而不同，我們還能把mgh叫作物體的重力勢(shì)能嗎？為什么？參考答案：如果重力做的功與路徑有關(guān)時(shí)，我們不能把mgh叫作物體的重力勢(shì)能。因?yàn)橹亓ψ龉?duì)應(yīng)著重力勢(shì)能的改變。當(dāng)重力功與路徑有關(guān)時(shí)則h不能與重力的位移相對(duì)應(yīng)，不能稱(chēng)為重力勢(shì)能。思考討論我們把整個(gè)路徑分成許多段很短的間隔，經(jīng)過(guò)的路程分別為AA1 ，A 1 A 2 ，A 2 A 3 ，由于每一段都很小，因而都可以近似地看作一段傾斜的直線。設(shè)每段小斜線的高度差分別是h1 ，h2 ，h3 ，則物體通過(guò)每段小斜線時(shí)重力做的功分別為mgh1 ，mgh2 ，mgh3 ，h1h2h3ACh1h2新知講解h 拓展學(xué)習(xí)物體沿

6、曲面滑下時(shí)重力做的功A2A1A3新知講解物體通過(guò)整個(gè)路徑時(shí)重力做的功，等于重力在每小段上做的功的代數(shù)和。WG W1+ W2+ W3+= mgh1 +mgh2 +mgh3 +=mg(h1 +h2 +h3 +) mgh mgh1 mgh2新知講解三、重力勢(shì)能的相對(duì)性由于高度具有相對(duì)性，所以重力勢(shì)能也具有相對(duì)性。1、參考平面物體的重力勢(shì)能總是相對(duì)于某一水平面來(lái)說(shuō)的，這個(gè)水平面叫作參考平面，物體的重力勢(shì)能取為0。注意：零勢(shì)能面可任意選擇的，選擇哪個(gè)平面為參考平面，可視研究問(wèn)題的方便而定，通常選擇地面或較低的位置作為參考平面。新知講解以二樓的地面作為參考平面，二樓房間里 A 處的物體具有正的重力勢(shì)能，一

7、樓房間里 B 處的物體具有負(fù)的重力勢(shì)能。AB參考平面2、重力勢(shì)能的正負(fù)（1）在參考平面上方的物體，重力勢(shì)能是正值；（2）在參考平面下方的物體，重力勢(shì)能是負(fù)值。新知講解例題：質(zhì)量為3kg的物體放在高4m的平臺(tái)上，g取10m/s2，求：（1）以平臺(tái)為參考平面，物體的重力勢(shì)能是多少？（2）以地面為參考平面，物體的重力勢(shì)能是多少？（3）物體從平臺(tái)落到地面上，重力勢(shì)能變化了多少？重力做功是多少？4m新知講解【分析】（1）（2）重力勢(shì)能的計(jì)算公式為EP=mgh，h是物體相對(duì)于參考平面的高度，根據(jù)這個(gè)公式直接計(jì)算。（3）重力做功只與物體的初末位置有關(guān)，與路徑無(wú)關(guān)，且重力做功和重力勢(shì)能變化數(shù)值相等?！窘獯稹浚?/p>

8、1）小球放在平臺(tái)上，相對(duì)于平臺(tái)表面的重力勢(shì)能是0（2）小球相對(duì)于地面的高度為：h=4m，相對(duì)于地面的重力勢(shì)能是：EP=mgh=3104J=120J（3）小球從平臺(tái)落到地面，則在整個(gè)過(guò)程中，高度下降h=4m，重力勢(shì)能減少量為：EP=mgh=3104J=120J則重力勢(shì)能減少是：EP=120J答：（1）小球相對(duì)于平臺(tái)表面的重力勢(shì)能是0；（2）小球相對(duì)于地面的重力勢(shì)能是120J； （3）物體從平臺(tái)落到地面上，重力勢(shì)能減少120J，重力做功是120J。新知講解新知講解說(shuō)明：1、重力勢(shì)能是相對(duì)的，大小與零勢(shì)能位置的選擇有關(guān)，而重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的，它與零勢(shì)能位置無(wú)關(guān),其變化值是與重力對(duì)物體做功多少有關(guān)

9、。2、重力勢(shì)能是由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定的，是物體和地球所組成的系統(tǒng)所具有的新知講解四、彈性勢(shì)能1、物體由于發(fā)生彈性形變每個(gè)物體的各部分之間都有力的相互作用，這樣的力叫做彈力。拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧正在擊球的網(wǎng)球拍撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的竿新知講解2、彈性勢(shì)能發(fā)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(shì)能，叫做彈性勢(shì)能。3、彈性勢(shì)能跟形變的大小有關(guān)系（1）在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢(shì)能跟彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度有關(guān)。被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，恢復(fù)原狀過(guò)程中對(duì)外做的功就越多，彈簧的彈性勢(shì)能就越大。（2）彈簧的彈性勢(shì)能還跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)。不同的彈簧發(fā)生同樣大小的形變，勁度系數(shù)越大，彈簧

10、恢復(fù)原狀過(guò)程中對(duì)外做的功就越多，因而彈簧的彈性勢(shì)能就越大。4、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系（1）彈簧彈力做正功：彈性勢(shì)能減少。（2）彈簧彈力做負(fù)功：彈性勢(shì)能增加。新知講解新知講解勢(shì)能也叫位能，與相互作用的物體的相對(duì)位置有關(guān)。重力勢(shì)能是由地球和地面上物體的相對(duì)位置決定的，彈性勢(shì)能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對(duì)位置決定的。勢(shì)能知識(shí)拓展1、彈性勢(shì)能的表達(dá)式:（1）一般規(guī)定彈簧在原長(zhǎng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為零。（2）L為彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量。（3）L，Ep具有相對(duì)性。2、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的表達(dá)式：課堂練習(xí)1、關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是（）A某一物體的位置一旦確定，它的重力勢(shì)能的大小

11、也隨之確定 B重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功 C一個(gè)物體的重力勢(shì)能從-5J變化到-3J，重力勢(shì)能減少了 D物體與零勢(shì)能面的距離越大，它的重力勢(shì)能也越大 B課堂練習(xí)2、（2019春沙雅縣校級(jí)期末）物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力做功50J，則下列說(shuō)法正確的是（）A物體的高度一定是降低了 B物體的高度一定是升高了 C物體的重力勢(shì)能一定是50J D物體的重力勢(shì)能一定增加50J A課堂練習(xí)3、關(guān)于重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是（）A重力勢(shì)能的大小只由重物本身決定 B一物體的重力勢(shì)能從-6J變?yōu)?2J，重力勢(shì)能變小了 C在地面上的物體，它具有的重力勢(shì)能一定等于零 D距地面有一定高度的物體，其重力勢(shì)能可能為零 D

12、課堂練習(xí)4、（2019春秦州區(qū)校級(jí)期末）下列關(guān)于重力勢(shì)能的說(shuō)法中正確的是（）A重力勢(shì)能是地球和物體共同具有的，而不是物體單獨(dú)具有的 B重力勢(shì)能的大小與零勢(shì)能面的選擇無(wú)關(guān) C重力勢(shì)能等于零的物體，不可能對(duì)別的物體做功 D在地面上方的物體，它的重力勢(shì)能不可能小于零 A拓展提高1、（2019秋徐州期中）質(zhì)量為m的小物塊，從離桌面高H處由靜止下落，桌面離地面高為h，如圖所示。如果以桌面為參考平面那么小物塊落地時(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（）Amgh，減少mg（H-h） Bmgh，增加mg（H+h） C-mgh，增加mg（H-h） D-mgh，減少mg（H+h） hHD拓展提高2、（20

13、19春湖南期末）關(guān)于功與能，下列說(shuō)法正確的是（）A在某一過(guò)程中，物體的重力勢(shì)能的變化量與零勢(shì)能參考平面的選取有關(guān) ；B若彈簧被拉伸后的彈性勢(shì)能為正值，則彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能為負(fù)值 ；C物體從定點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到定點(diǎn)B，重力對(duì)物體所做的功，與物體所受的其它力有關(guān)； D作用力F與反作用力F可能都做正功 。D拓展提高3、一個(gè)質(zhì)量為2kg的小球，從傾角a=30的光滑斜面上靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到底端，斜面長(zhǎng)L=10m（g取10m/s2），求：（1）全程小球重力勢(shì)能的變化量Ep（2）小球到達(dá)底端瞬間重力做功的功率P參考答案：全程小球重力勢(shì)能的變化量Ep為100J；小球到達(dá)底端瞬間重力做功的功率P為100W。課堂總結(jié)1、物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。WG =mgh1 mgh22、重力做