高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能备课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能备课ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了重力做的功，重力势能，重力势能的相对性，弹性势能，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
初中我们已经定性地学习了重力势能，物体的质量越大、所处的位置越高，重力势能就越大。
当物体的高度发生变化时，重力做功，势能发生变化：物体下降时重力做正功，势能减小；物体被举高时重力做负功，势能增大。因此，重力势能与重力做功密切相关，认识重力势能不应脱离对重力做功的研究。
设一个质量为 m 的物体，从与地面高度为 h 1 的位置 A，竖直向下运动到高度为 h 2 的位置 B（图 8.2-1 甲），这个过程中重力做的功是W G ＝ mgΔh ＝ mgh 1 － mgh 2
再看另一种情况。质量为 m 的物体仍然从上向下运动，高度由 h 1 降为 h 2 ，但这次不是沿竖直方向，而是沿着一个斜面向下运动到 B′，再水平运动到 B（图 8.2-1 乙）。物体沿斜面运动的距离是 l，在这一过程中重力做的功是W G ＝（mgcs θ）l ＝ mgΔh ＝ mgh 1 － mgh 2从 B′沿水平方向运动到 B 的过程中，重力不做功。
上面两种情况中，尽管物体运动的路径不同，但高度的变化是一样的，而且重力做的功也是一样的。 分析表明，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，而跟物体运动的路径无关 也就是说，只要起点和终点的位置不变，不论物体沿什么路径运动，重力所做的功都相同。功等于物体所受的重力跟起点高度的乘积 mgh 1 与跟终点高度的乘积 mgh 2 两者之差。看起来，物体所受的重力 mg 与它所处位置的高度 h 的乘积 mgh，具有特殊的意义。
mgh 的特殊意义在于它一方面与重力做的功密切相关，另一方面它随着高度的增加而增加、随着质量的增加而增加，恰与前述重力势能的特征一致。因此，我们把 mgh 叫作物体的重力势能（gravitatinal ptential energy），常用E p 表示，即E p ＝ mgh 与其他形式的能一样，重力势能也是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳，符号为 J。1 J ＝ 1 kg·m·s -2 ·m ＝ 1 N·m
(1)定义：物体由于位于高处而具有的能量．(2)大小：等于物体所受重力与所处高度的乘积，表达式为Ep＝mgh.其中h表示物体(重心)的高度．(3)单位：焦耳，与功的单位相同．
2、重力做功与重力势能变化的关系①表达式：WG＝Ep1－Ep2.②重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．
物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫作参考平面。在这个水平面上，物体的重力势能取为0。选择哪个水平面为参考平面，可视研究问题的方便而定。通常选择地面为参考平面。 选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是不同的，但这并不影响问题的研究。因为在与重力势能相关的问题中，有价值的是重力势能的差值，而选择不同的参考平面对这个差值没有影响。
对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。负值的重力势能，表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小。如图 以二楼的地面作为参考平面，二楼房间里 A 处的物体具有正的重力势能，一楼房间里 B 处的物体具有负的重力势能。
1．重力势能的“四性”(1)标量性：重力势能是标量，只有大小，没有方向，但有正负．重力势能正负的含义：正负值分别表示物体处于参考平面上方和下方．(2)相对性：选取不同的水平面作为参考平面，其重力势能具有不同的数值，即重力势能的大小与参考平面的选取有关．(3)绝对性：物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关．(4)系统性：重力是地球对物体吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法．2．重力势能变化的绝对性：物体在两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关。
弹性势能跟形变的大小有关系。例如，在弹性限度内，弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关。被拉伸或压缩的长度越长，恢复原状过程中对外做的功就越多，弹簧的弹性势能就越大。另外，弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关。不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数越大，弹簧恢复原状过程中对外做的功就越多，因而弹簧的弹性势能就越大。
势能也叫位能，与相互作用的物体的相对位置有关。重力势能是由地球和地面上物体的相对位置决定的，弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。我们以后还会学到其他形式的势能。
1．弹性势能的产生及影响因素