物理必修24.重力势能授课ppt课件

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(1)特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的________无关．(2)表达式：WG＝________________(其中 h1、h2 分别表示物体的起点和终点的高度)或写成 W＝mgh(h 为物体始末位置的高度差)．(3)重力做功的正负：物体被举高时，重力做________功；物体下降时，重力做________功．
2．重力势能：(1)定义：物体由于高度而具有的能量叫重力势能．它等于物体所受________与所处________的乘积．(2)表达式：Ep＝________，h 为物体所处的高度，单位和功的单位相同，都是________，符号为________．(3)与重力做功的关系：WG＝______________.
3．重力势能的特点：(1)相对性：①物体的重力势能总是相对于参考平面而言，在参考平面
②参考平面不同，物体的重力势能不同，一般选地面为参考平面．重力势能的差值不随参考平面的不同而________．③参考平面上方的物体的重力势能为________值，下方为________值．(2)势能是系统所共有的：重力势能为物体与________所组成的系统共有的．
4．关于重力势能，下列说法中正确的是(
A．物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B．物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C．一个物体的重力势能从－5 J 变化到－3 J，重力势能减少了D．重力势能的减少量等于重力对物体所做的功解析： 物体的重力势能的大小跟零势能面的选取有关．当物体在零势能面上方时，重力势能为正值；当物体在零势能面下方时，重力势能为负值．
1．如图 7－4－1 甲所示，高处有一块巨大的石头摇摇欲坠，在它的下面你可能会感到胆怯．这是因为__________________，当它下落时会____________，可能对你造成伤害．物体由于位于高处而具有的能叫做____________.
图 7－4－12．设想你要从某座高楼的第 17 层下到第 8 层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下，如图乙所示．两种方式下楼，重
力对你做的功________(填“相等”或“不相等”)．
3．物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做__________．在如图丙所示的情景中，若以井中水面为参考平面，则地面上物体的重力势能为________，井底物体的重力势能为________(填“正值”或“负值”).
(1)重力的功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关．
(2)计算式：WG＝mgh1－mgh2.2．重力势能的理解：
(1)表达式：Ep＝mgh，即物体的重力势能等于它所受重力
的大小与所处高度的乘积．
(2)单位：焦耳，简称焦，符号为 J.
(3)重力势能的“四性”：
①系统性：重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有
的能量，不是地球上的物体独有的．
②相对性：重力势能 Ep＝mgh 与参考平面的选择有关，式中的 h 是物体的重心到参考平面的高度．重力势能是标量，只有大小而无方向，但有正负之分，当物体在参考平面之上时，重力势能为正值；当物体在参考平面之下时，重力势能为负值．
③参考平面选择的任意性：视处理问题的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能点．④重力势能变化的绝对性：物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的．
3．重力做功与重力势能变化的关系：重力对物体所做的功，
等于物体重力势能变化量的负值，即 WG＝－ΔEp.
(1)重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少.(2)重力对物体做多少负功，物体的重力势能就增加多少．
【例题】(双选)大型拱桥的拱高为 h，弧长为 L，如图 7－4－2 所示，质量为 m 的汽车在以不变的速率 v 由 A 点运动到 B
点的过程中，以下说法正确的是(
图 7－4－2A．汽车的重力势能不变，重力始终不做功B．汽车的重力势能的增量为零，重力做的总功等于零
C．汽车的重力势能先增加后减少，总的变化量为零，重
力先做正功，后做负功，总功为零
D．汽车的重力势能先增加后减少，上坡时重力做负功，
下坡时做正功，总功为零
解析：汽车由 A 到 B 的过程中，高度先增大后减小，故重力先做负功后做正功，重力势能先增加后减少；汽车最终回到原来的高度，初末位置高度差为零，故重力做功为零，重力势能的变化量为零．
【触类旁通】1．小球从 O 点沿曲线滑至 C 点，滑行路程为 l，如图 7－4－3 所示．图中各点对应的高度分别为 hO＝0、hA、hB 和 hC，
则重力对小球做的功为(
A．－mghAC．－mghC
B．－mghBD．mgl
图 7－4－3解析：小球在重力方向的有效位移为 hO－hC＝－hC，因此重力做功为－mghC.
2．如图 7－4－4 所示，桌面高为 h，质量为 m 的小球从离桌面高 H 处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能
为零，则小球落到地面前瞬间的重力势能为(图 7－4－4A．－mghB．－mg(H＋h)C．mgHD．mg(H－h)
3.质量为 3 kg 的物体放在高 4 m 的平台上, 取 g＝10 m/s2.
(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？
(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做