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高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能备课课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 重力势能备课课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了重力势能，一重力的功的特点，C物体沿曲线运动，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
复习：
功------物理意义：
量度能量转化的物理量
公式：
W=FScsα J 标量
正功---力是动力负功---力是阻力
功率-----物理意义：
量度力做功的快慢， 即能量转化的快慢。
P=W/t=FV w 标量
（1）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里? （2）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
高处的水、重锤具有能量—重力势能
1、与高度有关 2、与质量有关
猜想：重力势能和哪些因素有关？
探究方法：怎样研究重力势能的表达式？
思路：功是能量变化的量度
方法：研究重力做功的特点，找出重力势能的表达式
物体由于被举高而 具有的能量
推理：重力做的功等于“mgh”这个量的变化. “mgh”是一个有特殊意义的物理量. 用这个物理量表示物体的重力势能。
物体从A落到B的过程中,重力做功
结论：重力做功与路径无关,只跟 始末位置的高度差有关！
1、重力势能的表达式
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的重心的高度，单位：米（m）
2、定义：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．
物体质量3kg，距离桌面高度0.5m，距离室内天花板2.0m，距离室外地面11.0m。 请用所给的数据，计算重力势能
注意： 规定零高度或零势能的位置，才能计算重力势能。 要说明选定的零势能参考面
通常规定地面为零高度或零势能的位置
同一物体，选不同零势能参考面，计算结果不同，会有正数也有负数
a)需要先选定参考平面，H=0，重力势能也为零，称零势能参考面
c)► 重心在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
d)► 参考平面的选取是任意的 .通常选大地为参考面;比较势能大小，要选相同参考面。
b)► 重心在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
注意：势能是标量．+、–表示大小．
3、重力势能是标量，具有相对性（高度具有相对性）
例： +5J>+1J>0>-1J>-5J
例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
►相对性：选取不同的参考平面,重力势能的数值不同
势能变化的特点：WG 和 △EP 与参考面的选择无关
4、重力势能的系统性
a)重力势能属于物体和地球组成的系统，重力是系统内相互作用力。
b)通常说“物体的重力势能”是指物体和地球组成的系统的重力势能。
势能： 相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量叫做势能（ptential energy）。 势能属于相互作用的系统所具有。
弹簧各部分间有相互作用力，弹簧具有“弹性势能”分子间有相互作用力，组成的系统具有“分子势能”电荷间有相互作用力，组成的系统具有“电势能”
WG = Ep1 - Ep2 = - (Ep2- Ep1) =-△EP
重力做的功等于重力势能的减少
物体克服重力做的功等于重力势能的增加
三、重力做功与重力势能变化的关系
1、重力做功量度重力势能的变化，与其它力是否存在、是否做功无关
2、重力做功等于重力势能的减少量，即E初-E末
1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是： A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值； D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。
2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，外力做功60J，则说法正确的是： A、重力势能增加为10J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的重力势能一定增加60J； D、重力做了50J的负功。
3：以下说法是否正确？说明原因
A：物体受拉力作用竖直向上运动，拉力做功1J， 但物体重力势能增加可能不是1J。
B：物体受拉力作用竖直向上匀速移动，拉力做功1J， 但物体重力势能增加不是1J。
C：物体受拉力作用向上运动，重力做功-1J，拉力做功4J，那么，物体重力势能增加不是1J。
D：物体沿粗糙面向下加速运动，重力做功1J， 克服摩擦力做功0.5J，那么，物体重力势能 减少一定是1J
4、关于重力势能的几种理解，正确的是A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体 做功B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，因此重力势能具有相对性。C、如图，同一高度释放质量相同甲、乙两球，对同一参考面，刚释放时它们的重力势能的值一定相等。D、对同一参考面，两球在最低点时，甲球重力势能一定大于乙球。
一、重力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。 表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。
1、起重机以0.5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀加速地沿竖直方向提升高度2m，则 1）起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？ 2）物体克服重力做功为多少？ 3）物体的重力势能变化了多大？
21000J
20000J
2、将棱长1m、质量为10kg的正方体，置于水平地面。 求：1)地面为参考面，此时物体的重力势能多大？ 2)若绕它的一个棱翻转一周，克服重力做功 的最小值是多少？
g=10m/s2
1、50J
2、20.7J
3．如图所示，U 形管内装有同种液体，在管口右端用盖板密封，两液面的高度差为h，U 形管内液柱的总长度为4h，U 形管的横截面积处处相等，现拿走盖板A，最终液体静止。设液体密度为ρ，管的横截面积为S。求：液体的重力势能变化了多少？
ρsgh2/4
4、如图：A的质量4M，B的质量1.5M，初位置A、B重心等高。现由静止释放，A下降h时，求：此过程中A、B系统的总重力势能减少多少？
系统总重力势能的减少： ∆EP减=2.5Mgh
5．如图8—53所示，光滑的水平桌面离地面高度为2L，在桌的边缘，一根长L的匀质软绳，质量为m，一半搁在水平桌面上，另一半自然悬挂在桌面上，放手后，绳子开始下落。试问，当绳子下端刚触地时，绳子的重力势能减少多少？
11mgL/8
6、 如图，物体质量为m，轻弹簧劲度系数为K，与物体相连接置于水平桌面上静止。现将物体缓慢上提，当弹簧恰离开桌面时，物体的重力势能增加多少？
m2g2/k
1、如图U形管，左端开口右端用盖子封闭，内装有密度为ρ的液体，左侧横截面积3S，右侧横截面积S，最初液面高度差为H。撤去盖子后，最终管内水静止。求重力势能的减少量。
难点训练：
3ρgsH/8
2．如图所示，质量分别为M 和m 的两物块用细绳通过光滑定滑轮连接，m放在倾角为θ的光滑斜面上，斜面固定不动，物块M 能沿杆AB无摩擦地下滑．已知M=10kg，m=1kg，θ=30°，A、O间的距离L=4m．求：1、M从A点由静止开始下滑h=3m时，m的重力势 能增加多大？2、M、m系统的总重力势能减少了多少？
1、5J
2、295J
3、 如图，物体A质量为m，B质量为2m，下面轻弹簧劲度系数为K1，上面轻弹簧劲度系数为K2，两个弹簧与物体A、B相连接置于水平桌面上静止。现将物体B缓慢上提，当下面的弹簧恰离开桌面时，物体A、B的重力势能增加各是多少？
A增加 3m2g2/k1
B增加 2mg(3mg/k1+3mg/k2) =6m2g2(1/k1+1/k2)
复习：
功------物理意义：
量度能量转化的物理量
公式：
W=FScsα J 标量
正功---力是动力负功---力是阻力
功率-----物理意义：
量度力做功的快慢， 即能量转化的快慢。
P=W/t=FV w 标量
（1）打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里? （2）水力发电站为什么要修那么高的大坝？
高处的水、重锤具有能量—重力势能
1、与高度有关 2、与质量有关
猜想：重力势能和哪些因素有关？
探究方法：怎样研究重力势能的表达式？
思路：功是能量变化的量度
方法：研究重力做功的特点，找出重力势能的表达式
物体由于被举高而 具有的能量
推理：重力做的功等于“mgh”这个量的变化. “mgh”是一个有特殊意义的物理量. 用这个物理量表示物体的重力势能。
物体从A落到B的过程中,重力做功
结论：重力做功与路径无关,只跟 始末位置的高度差有关！
1、重力势能的表达式
m — 物体的质量，单位：千克（kg）
Ep — 物体的重力势能，单位：焦（J）
g — 重力加速度，单位：米／秒2（m／s2）
h —物体的重心的高度，单位：米（m）
2、定义：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积．
物体质量3kg，距离桌面高度0.5m，距离室内天花板2.0m，距离室外地面11.0m。 请用所给的数据，计算重力势能
注意： 规定零高度或零势能的位置，才能计算重力势能。 要说明选定的零势能参考面
通常规定地面为零高度或零势能的位置
同一物体，选不同零势能参考面，计算结果不同，会有正数也有负数
a)需要先选定参考平面，H=0，重力势能也为零，称零势能参考面
c)► 重心在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
d)► 参考平面的选取是任意的 .通常选大地为参考面;比较势能大小，要选相同参考面。
b)► 重心在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；
注意：势能是标量．+、–表示大小．
3、重力势能是标量，具有相对性（高度具有相对性）
例： +5J>+1J>0>-1J>-5J
例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
►相对性：选取不同的参考平面,重力势能的数值不同
势能变化的特点：WG 和 △EP 与参考面的选择无关
4、重力势能的系统性
a)重力势能属于物体和地球组成的系统，重力是系统内相互作用力。
b)通常说“物体的重力势能”是指物体和地球组成的系统的重力势能。
势能： 相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量叫做势能（ptential energy）。 势能属于相互作用的系统所具有。
弹簧各部分间有相互作用力，弹簧具有“弹性势能”分子间有相互作用力，组成的系统具有“分子势能”电荷间有相互作用力，组成的系统具有“电势能”
WG = Ep1 - Ep2 = - (Ep2- Ep1) =-△EP
重力做的功等于重力势能的减少
物体克服重力做的功等于重力势能的增加
三、重力做功与重力势能变化的关系
1、重力做功量度重力势能的变化，与其它力是否存在、是否做功无关
2、重力做功等于重力势能的减少量，即E初-E末
1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是： A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少； B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加； C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值； D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。
2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，外力做功60J，则说法正确的是： A、重力势能增加为10J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的重力势能一定增加60J； D、重力做了50J的负功。
3：以下说法是否正确？说明原因
A：物体受拉力作用竖直向上运动，拉力做功1J， 但物体重力势能增加可能不是1J。
B：物体受拉力作用竖直向上匀速移动，拉力做功1J， 但物体重力势能增加不是1J。
C：物体受拉力作用向上运动，重力做功-1J，拉力做功4J，那么，物体重力势能增加不是1J。
D：物体沿粗糙面向下加速运动，重力做功1J， 克服摩擦力做功0.5J，那么，物体重力势能 减少一定是1J
4、关于重力势能的几种理解，正确的是A、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体 做功B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，因此重力势能具有相对性。C、如图，同一高度释放质量相同甲、乙两球，对同一参考面，刚释放时它们的重力势能的值一定相等。D、对同一参考面，两球在最低点时，甲球重力势能一定大于乙球。
一、重力做功的特点： 与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。 表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。 一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。
1、起重机以0.5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀加速地沿竖直方向提升高度2m，则 1）起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？ 2）物体克服重力做功为多少？ 3）物体的重力势能变化了多大？
21000J
20000J
2、将棱长1m、质量为10kg的正方体，置于水平地面。 求：1)地面为参考面，此时物体的重力势能多大？ 2)若绕它的一个棱翻转一周，克服重力做功 的最小值是多少？
g=10m/s2
1、50J
2、20.7J
3．如图所示，U 形管内装有同种液体，在管口右端用盖板密封，两液面的高度差为h，U 形管内液柱的总长度为4h，U 形管的横截面积处处相等，现拿走盖板A，最终液体静止。设液体密度为ρ，管的横截面积为S。求：液体的重力势能变化了多少？
ρsgh2/4
4、如图：A的质量4M，B的质量1.5M，初位置A、B重心等高。现由静止释放，A下降h时，求：此过程中A、B系统的总重力势能减少多少？
系统总重力势能的减少： ∆EP减=2.5Mgh
5．如图8—53所示，光滑的水平桌面离地面高度为2L，在桌的边缘，一根长L的匀质软绳，质量为m，一半搁在水平桌面上，另一半自然悬挂在桌面上，放手后，绳子开始下落。试问，当绳子下端刚触地时，绳子的重力势能减少多少？
11mgL/8
6、 如图，物体质量为m，轻弹簧劲度系数为K，与物体相连接置于水平桌面上静止。现将物体缓慢上提，当弹簧恰离开桌面时，物体的重力势能增加多少？
m2g2/k
1、如图U形管，左端开口右端用盖子封闭，内装有密度为ρ的液体，左侧横截面积3S，右侧横截面积S，最初液面高度差为H。撤去盖子后，最终管内水静止。求重力势能的减少量。
难点训练：
3ρgsH/8
2．如图所示，质量分别为M 和m 的两物块用细绳通过光滑定滑轮连接，m放在倾角为θ的光滑斜面上，斜面固定不动，物块M 能沿杆AB无摩擦地下滑．已知M=10kg，m=1kg，θ=30°，A、O间的距离L=4m．求：1、M从A点由静止开始下滑h=3m时，m的重力势 能增加多大？2、M、m系统的总重力势能减少了多少？
1、5J
2、295J
3、 如图，物体A质量为m，B质量为2m，下面轻弹簧劲度系数为K1，上面轻弹簧劲度系数为K2，两个弹簧与物体A、B相连接置于水平桌面上静止。现将物体B缓慢上提，当下面的弹簧恰离开桌面时，物体A、B的重力势能增加各是多少？
A增加 3m2g2/k1
B增加 2mg(3mg/k1+3mg/k2) =6m2g2(1/k1+1/k2)
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