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课件网) 8.2 重力势能 第八章 机械能守恒定律 人教版(2019)必修 第二册 1.通过不同路径重力做功的分析,归纳出重力做功与路径无关的特点。 2.理解重力势能的表达式。通过重力做功与重力势能变化的关系体会功能关系。 3.知道重力势能的大小与参考平面的选取有关,即重力势能具有相对性,但重力势能的变化量与参考平面的选取无关。 4.了解弹性势能的决定因素。 学习目标 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。 这一节我们来进一步定量地研究重力势能。你认为重力势能的表达式应该是怎样的呢? 导入新课 1981年4月12日,数百万吨雪从阿拉斯加的三佛火山顶部极快速度滑下,“白色死神”将沿途13km地区全部摧毁。 质量大 拒绝高空抛物! 高处 思考:以下三种情况下小球沿不同轨迹向下运动到B点,其中重力做功各是多少? 一、重力做功 h h1 h2 mg A B A B′ h h1 h2 mg θ l B h h1 h2 A B′ B 参考答案:D 练习1 将同一物体分别沿着两个斜面向上拉到顶端,这两个斜面高度相同但坡度和粗糙程度不同。以下说法中正确的是( ) A.沿坡度小、长度大的斜面上升克服重力做功多 B.沿坡度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多 C.沿坡度小、粗糙程度大的斜面上升克服重力做功多 D.上述几种情况克服重力做功一样多 只跟它的起点和终点的位置(高度差)有关,与物体运动的路径无关。 总结:重力做功特点 练习2 把的情境改为如图所示,质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后,再滚上另一斜面,当它到达另一斜面的D点时,速度为零,在这个过程中,重力做功为 ( ) A. B. C.mgh D.0 参考答案:B 分析: 过程量 WG = mgh1 - mgh2 ②随着质量增大、高度的增加而增大 WG: ①状态量:两个状态的差值和做功有关 二、重力势能 思考:做功对应能量的变化,那重力做功对应什么形式能量的变化呢? mgh 物体的重力与其高度的乘积,称为物体的重力势能, 是状态量,用Ep表示。 2.大小表达式: Ep=mgh 1.重力势能概念: 总结: 3.国际单位: 4.重力势能标量性: 焦耳(J) 标量 5.重力势能的变化:ΔEP ΔEP = Ep末 - Ep初 = mgh末-mgh初 功能关系:重力做功与重力势能的关系 WG = mgh初 - mgh末 WG = Ep初 - Ep末 = -⊿EP 变化量 减少量 状态量 重力做的功等于重力势能的减少量。 内容: 只与初末 位置有关 重力做功WG (正、负) 重力势能EP (增加、减少) 重力做功和重力势能的关系 物体 下降 物体 上升 正 负 减少 增加 重力势能的减少量等于重力做的功 重力势能的增加量等于物体克服重力做的功 例题 如图,塔吊升降建材。建材质量m=200kg,A点高度h1=8m,B点高度h2=3m。 ⑴从A→B处,重力做功多少?重力势能如何变化? ⑵从B→A处,重力做功多少?重力势能又如何变化? 高度h是相对于谁的呢? 重力势能总是相对于某个水平面来说的,这个水平面叫参考平面。 三、重力势能的相对性 想一想 ? 3.正、负只是表示它在参考平面上还是下。 1.参考平面(零势面) 2.当物体处于参考平面之下,h为负值,重力势能也是负值;反之,重力势能为正值。 Ep=mgh h取正值 h取负值 任意选取;通常选取地面为参考平面。 练习3 质量m=0.5 kg的小球,从桌面上方高h1= 1.2 m的A点下落到地面上的B点,桌面离地面的高度h2 = 0.8 m,试完成下面的表格。 (g取10 m/s2) ⑴在表格的空白处按要求填入数据。 ⑵如果下落时有空气阻力,表中的数据是否会改变? 所选择的参考平面 小球在A点 的重力势能 小球在B点的重力势能 整个下落过程中小球重力做的功 整个下落过程中小球重力势能的变化量 桌面 地面 6J 10J -4J 0 10J 10J 减少10J 减少 ... ...