教科版高中物理必修2课件：4.3势能.ppt

1、 重力势能 2002年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩， 造成至少人失踪。 雪 崩 2 美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗 直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万 千克、速度达到20千米秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯 (TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面 上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑 中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。 陨石坑 美国内华达州亚利桑那 3 打桩机工作现场 （1 1）俄罗斯俄罗斯“ “和平号和平号” ”空间站坠落时，为什么会燃

2、烧？碎片燃烧时空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时 ，温度可达，温度可达30003000，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来？（？（2 2）打桩机的）打桩机的 重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里? ? （3 3）水力发电站为）水力发电站为 什么要修那么高的大坝？（什么要修那么高的大坝？（4 4）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶上方相同的高度, ,分别用分别用 细绳悬挂一个粉笔头和细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？的铅球，你的感觉有何不同？ 以上问题的根本原因都在于以上问题的根本原因都在于 水电站

3、 “和平号”空间站残片 1.定义:由相互作用的物体间的作用力和 物体间的相对位置决定的能量叫势能.又 称为位能. 2.重力势能的概念: 物体的地球之间的相互作用所具有的能量. 3.弹性势能的概念: 物体和弹性物体间的相互作用所具有的能 量. 一.重力做功 当物体的高度发生变化时，重力要做功。 物体下降时： 物体被举高时： 重力做正功。 重力做负功。 探究重力势能的表达式: 物体竖直下落 从 A 到 B A h B h1 h2 WG=mgh =mg(h1h2) =mgh1mgh2 物体沿斜线运动 从 A 到 C A C h L h1 h2 WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2) =mg

4、h1mgh2 物体沿曲线运动 从 A 到 C h1 h2 h3 A C h A h 1 L h1h1 h2h2 一、重力做功特点 1、重力做功与路径无关, 2、只跟始末位置的高度差h有关 二、重力势能 物体由于被举高而具有的能 叫重力势能 (1)在国际单位制中的单位：焦耳(J) (2)重力势能是标量，状态量。 (3)重力势能的变化 EP=mgh2-mgh1 (4)重力势能具有系统性：是地球和物 体间共有的 由于高度具有相对性,所以重力势能也 具有相对性. 高度的相对性不影响对相关重力势能 的问题的研究,因为高度差是一定的. (5).重力势能的相对性: 参 考 平 面 选定某一个水平面,并把这个

5、水平面的 高度定为零,则物体在该平面上的重力 势能为零.(又称零势面) 对选定的参考平面而言, 在参考平面上方的物体，高 度是正值，重力势能也是正 值；在参考平面下方的物体 ，高度是负值，重力势能也 是负值.物体具有负的重力 势能，表示物体在该位置具 有的重力势能比在参考平面 上具有的重力势能要少. 参考平面的选取是任意的,通常 选取地面作为参考平面(零势面) 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) 参考 平面 小球在 A点重 力势势能 小球在 B点重 力势势能 下落过过程 小球重力 做功 下落

6、过过程 小球重力 势势能变变化 桌面 地面 6J 10J -4J 0 10J 10J -10J -10J h1 h2 A B 选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，WG和EP与参考平面的选择无 关 20 三、重力做功与重力势能变化的关系 1、重力做正功，重力势能减少， 重力做负功，重力势能增加 2、重力做的功等于重力势能的减少量 3、重力势能具有相对性 但重力势能的变化是绝对的，与参考 平面的选取无关（h） 弹 性 势 能 弹性势能 弹性势能弹性势能 一、弹性势能 发生弹性形变的物体各部分之间由于弹 力的相互作用而具有的势能 1、弹簧的长度 2、劲度系数 1、弹性势能

7、的表达式可能与哪几个物理 量有关？（类比、猜想） 2、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么 关系？（类比、进一步建构功能关系思想） 二、探究弹性势能的表达式 W外E弹 弹 性 势 能 发生弹性形变的物体，在恢复原 状时能够对外界做功，因而具有 能量，这种能量叫做弹性势能。 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，恢复原状时对外做 的功就越多，弹簧的弹性势能就 越大.弹簧的弹性势能还跟弹簧 的劲度系数有关，被拉伸或压缩 的长度相同时，劲度系数大的弹 簧的弹性势能大。 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

8、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。 ABD 2.离地面高度（不为零）相同的两物 体甲和已，已知甲物体质量大，以地 面为零势面: A 甲物体重力势能大； B 已物体重力势能大； C 一样大； D 不能确定。 （A） 3 3 沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同 的斜面上拉同一物体到顶端，以下说法正的斜面上拉同一物体到顶端，以下说法正 确的确的: : A A 沿坡度小，长度大的斜面上升重力势能增沿坡度小，长度大的斜面上升重力势能增 加量大；加

9、量大； B B 沿长度大，粗糙程度大的斜面上升重力势沿长度大，粗糙程度大的斜面上升重力势 能增加量大能增加量大 C C 重力势能增加量一样多；重力势能增加量一样多； D D 无法确定无法确定 （C） 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，但这并不影响研究有关重力势能的问题 C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只要抛出 时的初速度大小相同，则落地时减少的重力势能必 相等 D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零 BC 5、一质量为5kg的小球从5m 高处下落, 碰撞地面后弹起, 每 次

10、弹起的高度比下落高度低 1m, 求:小球从下落到停在地 面的过程中重力一共做了多少 功?重力势能如何变化，变化 多少？(g= 10m/s2) 250J 6.以下关于弹性势能的说法正确的 是（ ） A. 形变的物体都具有弹性势能. B. 形变越大的物体具有的弹性势 能越大. C. 形变的物体可能没有弹性势能. D. 具有弹性势能的物体可能同时 具有重力势能. CD 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 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。 五、弹性势能