第七章機械能守恒定律第四節(jié)重力勢能人教版必修2

2002年９月２１日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩，造成至少１００人失蹤。

雪崩

美國內(nèi)華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米／秒，爆炸力相當于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

隕石坑美國內(nèi)華達州亞利桑那重力勢能疑是銀河落九天。飛流直下三千尺，為什么水會往低處流？如何判斷一個物體是否具有能量呢？初中學過：如果一個物體能夠?qū)ν庾龉?，這個物體就具有能。靜止的物體在沒有下落之前儲存了與高度有關(guān)的能量，

(正所謂：蓄勢待發(fā)）重力勢能通過以下短片觀察：通過何種途徑能夠使重力勢能釋放出來從功和能的關(guān)系的角度分析：又是通過哪個力做功使這種能量釋放出來的？

為什么？這是一種與高度有關(guān)的能量，我們稱之為重力勢能。一、重力的功重力做功有什么特點呢？顯然重力勢能的釋放，必對應于高度的改變，離不開重力做功

研究重力做功的特點

設(shè)一個質(zhì)量為m的物體，沿三種不同路徑從高度是h1的位置，向下運動到高度為h2的位置，重力做功各為多少？思考： 對于上述重力沿不同路徑做功的三種情形的分析，你有什么體會？結(jié)論：1、物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān)。重力做功的表達式均為：WG=mgh1-mgh2“mgh”是一個具有特殊意義的物理量。功的大小都等于物重跟起點高度的乘積mgh1與物重跟終點高度的乘積mgh2兩者之差

猜想：重力勢能的決定因素自主實驗探究

理論探究

質(zhì)量高度研究清重力做功的特點后我們定量研究重力勢能(做一做：利用身邊的物體感受、體會)根據(jù)功和能的關(guān)系：重力勢能的變化必與重力做功相關(guān)

二、重力勢能2、重力勢能是標量，單位是焦耳（J）閱讀思考題：重力勢能的表達式是什么?用文字怎樣敘述?重力勢能是矢量還是標量?重力勢能的單位是什么?符號是什么?1、物體的重力勢能等于它所受重力與所處高度的乘積重力做的功等于重力勢能的減少量重力做功與重力勢能的關(guān)系Ep1=mgh1表示物體在初位置的重力勢能

Ep2=mgh2表示物體在末位置的重力勢能WG=Ep1－Ep2=－(Ep2

－Ep1)=－△Ep重力做功的表達式：WG=mgh1-mgh2討論：

下圖中物體運動時，重力做什么功？物體的重力勢能發(fā)生怎樣的變化？根據(jù)分析，你能確定重力做功與重力勢能變化有什么關(guān)系嗎？重力做正功,重力勢能減少WG>0，EP1>EP2重力做負功,重力勢能增加WG<0，EP1<EP2重力勢能減少的數(shù)量等于重力對物體做的功重力勢能增加的數(shù)量等于物體克服重力做的功通過自主探究、合作交流深刻體會：重力勢能的相對性重力勢能差值的確定性重力勢能正、負號的含義三、重力勢能的相對性站在高樓的窗臺上，你敢不敢向下跳閱讀教材該部分內(nèi)容把所選高度的起點處的平面叫參考平面.參考平面的選取是任意的.選取不同的參考平面，物體的重力勢能的數(shù)值是不同的.通常選擇地面作為參考平面.參考平面h1參考平面h2=0參考平面-h31、將參考平面的重力勢能取作零。2、重力勢能是標量，其負號僅表示相對大?。?/p>

正值：位于參考平面以上的物體的勢能，Ep＞0

負值：位于參考平面以下的物體的勢能，Ep＜0ABCh1h2

小球從A點落到C點。分別以A，C水平面為零勢面，計算此小球的重力勢能并求AC之間的勢能差。1、重力勢能是相對的，所選的零勢能面不同，重力勢能的值是不同的，2、但兩點間的勢能差是絕對的，只取決于兩點間的高度差，與零勢能面的選取無關(guān)。四、勢能是系統(tǒng)所共有的

嚴格說來，重力勢能是地球和物體所組成的這個物體“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨具有的。平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種簡化的說法。分析：Ep＝mghG＝mgm:g:

h：由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的決定于物體決定于地球反映了物體與地球間的相對位置關(guān)系1、物體在運動過程中，克服重力做功為50J，則：（）A、重力做功為50J；B、物體的重力勢能一定增加了50J；C、物體的重力勢能一定減少50J；D、重力做了50J的負功。課堂練習BD2、如圖，質(zhì)量1.0kg的小球，從桌面以h1=2.0m的A點落到地面的B點，桌面高h2=1.0m．請按要求填寫下表．(g=10m/s2)參考平面小球在A點重力勢能小球在B點重力勢能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢能變化桌面地面20J30J-10J030J30J-30J-30Jh1h2AB

選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值不同

對一個確定的過程，WG和△EP與參考面的選擇無關(guān)課堂小結(jié)1.物體運動時，重力對它做的功只跟它的起點和終點的位置有關(guān)，而跟物體運動的路徑無關(guān)。2.物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能．

(1)重力勢能是標量