人教版8.2重力勢能

第八章

機械能守恒定律復習：功------物理意義：量度能量轉(zhuǎn)化的物理量公式：W=Flcosα

功率-----物理意義：量度力做功的快慢，即能量轉(zhuǎn)化的快慢。公式：P=W/t=FV

J標量

w標量雞蛋能砸傷人嗎？（1）打樁機的重錘從高處落下時，為什么能把水泥打進地里?（2）水力發(fā)電站為什么要修那么高的大壩？高處的重錘、水具有能量—重力勢能重力勢能物體由于被舉高而具有的能量1、與高度有關2、與質(zhì)量有關猜想：重力勢能和哪些因素有關？探究方法：怎樣研究重力勢能的表達式？思路：功是能量變化的量度方法：研究重力做功的特點，找出重力勢能的表達式物體的高度發(fā)生變化時，重力做功，勢能發(fā)生變化：物體下降時重力做

功，重力勢能

；物體被舉高時重力做

功，重力勢能

。正負減少增大高度越高，質(zhì)量越大，重力勢能越大問：小明從3樓到1樓，哪種方式他的重力做功最少？想一想ABC一、重力做功θLh1h2ΔhAAABBB豎直下落沿斜線運動沿曲線運動一、重力做功1.探究重力做功的特點物體豎直下落物體沿斜線運動物體沿曲線運動設一個質(zhì)量為m的物體，從與地面高度h1的位置A，向下運動到高度為h2的位置B，求重力做了多少功？（1）物體豎直下落從A到Bh1h2ABhmg分析：重力的方向與位移方向相同，重力做正功，位移大小等于?h=h1-h2WG=mg?h=mgh1－mgh2W=Flcosa?（2）物體沿斜面運動從A到Bmg分析：重力的方向與位移方向夾角為θ且小于90度，重力做正功，在重力方向上的位移大小等于?h=cosθl=h1-h2。W=Flcosθh1h2ABhlWG=mglcosθ=mg?h=mgh1－mgh2?（3）物體沿曲線運動從A到BΔh1Δh2Δh3ABΔhW1=mglcosθ1=mg△h1W=W1+W2+W3+……W=mg△h1+mg△h2+mg△h3+……=mg（△h1+△h2+△h3……)=mgΔh=mgh1－mgh2h1h2A△h1θl放大微元法ABmg甲△hABθmg乙BA丙=mg(h1－h(huán)2)ＷＧ=mgΔh=mgh1－mgh2以上三種類型總結：重力做功只跟它的起點和終點的位置有關，而跟物體運動的路徑無關。即重力做功數(shù)值等于重力與高度差的乘積。重力做功表達式：WG＝mgΔh=mgh1－mgh2起點終點例1：圖中的幾個斜面、它們的高度相同、傾角不同。讓質(zhì)量相同的物休沿斜面從頂端運動到底端。哪個圖重力做功更大？課堂練習只要降低的高度相同，重力做功就相同，跟坡度、粗糙程度都無關。Δhh2h1AB★重力做功的特點是與運動的具體路徑無關，只與初末狀態(tài)物體的高度差有關，不論光滑還是粗糙路徑，也不論是直線還是曲線運動，不論是否受到其他力的作用，只要初末狀態(tài)的高度差相同，重力做的功就相同．例2：如圖所示，質(zhì)量為m的小球從高度為h處的斜面上的A點滾下經(jīng)過水平面BC后，再滾上另一斜面，當它達到高度為h/4的D點時，速度為零，在這個過程中，重力做功為（）A.mgh/4B.3mgh/4C.mghD.0BADBC例3、一質(zhì)量為5kg的小球從5m高處下落,碰撞地面后彈起,每次彈起的高度比下落高度低1m,求:小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功?(g=9.8m/s2)解:

小球下落高度為5m=5×9.8×5J=245JＷＧ=mgΔh特殊意義在于：（1）與重力做功密切相關（2）隨高度的變化而變化．恰與勢能的基本特征一致重力做功表達式WG=mgΔh=mgh1-mgh2，請思考“mgh”具有什么特殊意義？hh2h1AB

可見,重力做的功等于mgh這個量的變化.在物理學中，

mgh是一個由特殊意義的物理量.就用這個物理量表示物體的重力勢能。二、重力勢能1.定義：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。大?。何矬w的重力勢能等于它所受

與所處

的乘積。

4.重力勢能是標量(標量性）：只有大小沒有方向，但有正、負，其正、負表示大小。

（h─物體重心到零勢能面的高度）Ep=mgh如3J-4J>重力高度（參考平面──零勢能面）3.單位：焦（耳）J1J=1kg?m?s-2?m=1N?m5.重力勢能的相對性：（1）由于高度h是相對的，所以重力勢能也是相對的，計算重力勢能之前需要先選定0勢能參考平面。（4）參考平面（零勢能面）的選取是任意的，通常選擇地面作為參考平面。（2）參考平面：選定某一個水平面，并把這個水平面的高度定為零，則物體在該平面上的重力勢能為零。(又稱零勢能面)（3）對選定的參考平面而言：在參考平面上方的物體，高度是正值，重力勢能也是正值；在參考平面下方的物體，高度是負值，重力勢能也是負值。若物體具有負的重力勢能，表示物體在該位置具有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能要少。參考平面00h>0Ep>0h<0Ep<0高度h重力勢能EP零勢能面EPA=5J：表示比0勢能面少5J哪一點的重力勢能大?：表示比0勢能面多5JEPB=-5JhhhAEPA=2mghEPA=0EPA=-mgh參考面參考面參考面例：如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m。關于小球的重力勢能，請按要求填寫下表。(g=10m/s2)參考平面在A點在B點下落過程重力做功重力勢能變化桌面地面6J10J─4J010J10J減少10J減少10Jh1h2AB★選擇不同的參考平面，物體的重力勢能不同。相對性★重力做功和重力勢能的變化與參考平面的選擇無關。絕對性算一算：若人的質(zhì)量為50kg,五樓窗臺距五樓地面的高度為1m，距樓外地面的高度為16m，g=10m/s2。則：1、相對五樓地面，人的重力勢能是多少？2、相對樓外地面，人的重力勢能是多少?500J8000J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系重力勢能的系統(tǒng)性想一想：重力勢能跟重力做功密切相關，如果沒有了重力，物體還有重力勢能嗎？沒有！提示：嚴格地說，重力勢能是地球與物體所組成的“系統(tǒng)”所共有的，平常所說的“物體”的重力勢能，只是一種簡化的說法。不行，摩擦力做功與路徑有關。如果重力做的功與路徑有關，即對應于同樣的起點和終點，重力對同物體所做的功，隨物體運動路徑的不同而不同，我們還能把mgh叫做物體的重力勢能嗎？為什么？當然不能，因為此時這個能量不能表示物體重力做功的實際情況。當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?三、重力做功與重力勢能變化的關系AΔhBh1h2表示物體在初位置的重力勢能表示物體在末位置的重力勢能Ep1=mgh1Ep2=mgh2重力做功的表達式為：WG＝mgh1－mgh2重力勢能變化量：ΔEP＝mgh2－mgh1=EP2－EP1故：WG＝mgh1－mgh2

＝EP1－EP2＝－ΔEP又因為EP1－EP2

＝－（EP2－EP1）重力做的功等于重力勢能的減少量。WG＝mgh1－mgh2＝EP1－EP2

＝－ΔEP表達式：(1)物體下降，重力做正功，WG0，則EP1EP2,重力勢能

，重力勢能減少的數(shù)量等于重力做的功。(2)物體上升，重力做負功，WG0，則EP1EP2，重力勢能

，重力勢能增加的數(shù)量等于物體克服重力所做的功(重力做負功)。重力做功是重力勢能變化的量度！重力做功與重力勢能變化的關系：>>減少<<增加二、重力勢能1.定義：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。大?。何矬w的重力勢能等于它所受

與所處

的乘積。

（h─物體重心到零勢能面的高度）Ep=mgh重力高度（參考平面──零勢能面）3.單位：焦（耳）J★選擇不同的參考平面，物體的重力勢能不同。相對性★重力做功和重力勢能的變化與參考平面的選擇無關。絕對性★重力勢能是地球與物體所組成的“系統(tǒng)”所共有的系統(tǒng)性標量性★只有大小沒有方向，但有正、負，其正、負表示大小。觀察這幾張圖中的物體有什么共同點拉長或壓縮的彈簧正在擊球的網(wǎng)球拍發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，而具有勢能，這種勢能叫做彈性勢能。彈簧彈性勢能的表達式12EP＝kx2(1)x為彈簧的伸長量或壓縮量（可稱為形變量），k為彈簧的勁度系數(shù)；(2)一般規(guī)定彈簧在原長時，彈簧的彈性勢能為零,故沒有負值；(3)彈形勢能具有相對性，一般相對彈簧原長時的彈性勢能；(4)彈形勢能具有系統(tǒng)性。（取彈簧在原長時的彈性勢能為零）影響彈簧彈性勢能的因素：①跟彈簧形變的大小(形變量）有關系②跟彈簧的勁度系數(shù)k有關說一說：彈力做功和彈性勢能的變化有什么關系？彈力做正功，彈性勢能減少；彈力做負功，彈性勢能增加。重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加。彈簧彈力做功與彈性勢能變化的關系1、關系：彈簧彈力所做的功，等于彈性勢能的減少量2、表達式：彈簧彈力做正功，彈性勢能減少彈簧彈力做負功，彈性勢能增加重力勢能是由地球和地面上物體的相對位置決定的勢能也叫位能與相互作用的物體的相對位置有關。彈性勢能是由發(fā)生彈性形變的物體各部分的相對位置決定的。彈性勢能與重力勢能的異同彈性勢能重力勢能定義發(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能物體由于被舉高而具有的能量。一方面與重力做功相關，另一方面隨高度變化而變化，因而叫做物體的重力勢能相對性彈性勢能與零勢能位置選取有關，通常選自然長度時，勢能為零重力勢能的大小與零勢能面的選取有關，但變化量與參考面的選取無關系統(tǒng)性彈性勢能是彈簧本身具有的能量重力勢能是物體與地球這一系統(tǒng)所共有的與力做功的關系彈性勢能的變化等于克服彈力所做的功重力勢能的變化等于克服重力所做的功如圖所示，O為彈簧的原長處．(1)物體由O向A運動(壓縮)或由O向A′運動(伸長)時，彈力做___功，彈性勢能______，其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能.負增加(2)物體由A向O運動，或者由A′向O運動時，彈力做____功，彈性勢能______，彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.正減少(3)彈力做功與彈性勢能變化的關系可表示為_______________注