《重力势能》机械能守恒定律PPT优秀课件

《重力势能》机械能守恒定律PPT优秀课件

第一部分内容：学习目标

1.认识重力做功与物体运动路径无关的特点.

2.理解重力势能及重力做功与重力势能变化的关系.

3.知道重力势能具有相对性，知道重力势能是物体和地球所组成的系统所共有的.

4.理解弹性势能的概念，知道影响弹性势能大小的相关因素.

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重力势能PPT，第二部分内容：01梳理教材　夯实基础

一、重力做的功

1.重力所做的功WG＝________，Δh指初位置与末位置的________.

2.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的________________有关，而跟物体________无关.

二、重力势能

1.重力势能.

(1)表达式：Ep＝________.

(2)单位：________；符号：________.

2.重力做功与重力势能之间的关系：WG＝________ .

(1)当物体由高处运动到低处时，重力做______功，重力势能________；即WG＞0，Ep1 Ep2.

(2)当物体由低处运动到高处时，重力做______功，重力势能________；即WG＜0，Ep1＜Ep2.

3.重力势能的系统性

重力势能是地球与物体所组成的“________ ”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的.

三、重力势能的相对性

1.参考平面：物体的重力势能总是相对于________来说的，这个________叫作参考平面，在参考平面上物体的重力势能取为______.

2.重力势能的相对性：Ep＝mgh中的h是物体重心相对________的高度.选择不同的参考平面，物体重力势能的数值是________ 的，但重力势能的差值________ .(后两空选填“相同”或“不同”)

3.物体在参考平面上方，重力势能为_____值；物体在参考平面下方，重力势能为_____值.

四、弹性势能

1.定义：发生_____形变的物体的各部分之间，由于有_____ 的相互作用而具有的势能，叫弹性势能.

2.影响弹性势能的因素

(1)弹性势能跟形变大小有关：同一弹簧，形变大小_____，弹簧的弹性势能就越大.

(2)弹性势能跟劲度系数有关：不同的弹簧发生同样大小的形变，劲度系数_____ ，弹性势能越大.

3.势能也叫____能，与相互作用的物体的__________有关.重力势能是由_________________________决定的，弹性势能是由发生__________ 的物体各部分的相对位置决定的.

即学即用

1.判断下列说法的正误.

(1)重力做功一定与路径无关，只与初、末位置的高度差有关.(　　)

(2)重力势能Ep1＝2 J，Ep2＝－3 J，则Ep1与Ep2方向相反.(　　)

(3)重力做功WG＝－20 J时，物体的重力势能减小20 J.(　　)

(4)同一弹簧长度不同时，弹性势能一定不同.(　　)

(5)弹性势能与弹簧的形变量和劲度系数有关.(　　)

2.质量为m的物体(可视为质点)从地面上方H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为h的坑，如图1所示，重力加速度为g，在此过程中，重力对物体做功为__________，重力势能______(填“减少”或“增加”)了__________.

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重力势能PPT，第三部分内容：02探究重点　提升素养

一、重力做的功

导学探究

如图2所示，一个质量为m的物体，从高度为h1的位置A分别按下列三种方式运动到高度为h2的位置B，在这个过程中，思考并讨论以下问题：

(1)求出图甲情形中重力做的功；

答案　甲中WG＝mgΔh＝mgh1－mgh2

(2)求出图乙情形中重力做的功；

答案　乙中WAB′＝mglcos θ＝mgΔh＝mgh1－mgh2

WB′B＝0

故WAB＝mgΔh＝mgh1－mgh2

(3)求出图丙情形中重力做的功；

答案　丙中把整个路径AB″分成许多很短的间隔AA1、A1A2…，由于每一段都很小，每一小段都可以近似地看成一段倾斜的直线，设每段小斜线的高度差分别为

Δh1、Δh2…，则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2….

WAB″＝mgΔh1＋mgΔh2＋…＝mg(Δh1＋Δh2＋…)＝mgΔh

WB″B＝0

故WAB＝mgΔh＝mgh1－mgh2.

(4)重力做功有什么特点？

答案　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.

知识深化

1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态均无关.

2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功.

3.重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，而跟初、末位置有关.

方法总结

计算重力做功时，找出初、末位置的高度差h，直接利用公式WG＝mgh即可，无需考虑中间的复杂运动过程.

二、重力势能

导学探究

如图4所示，质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处(重力加速度为g).求下列两种情况下，重力做的功和重力势能的变化量，并分析它们之间的关系.

(1)以地面为零势能参考面；

答案　重力做的功WG＝mgΔh＝mg(h2－h1)，选地面为零势能参考面，EpA＝mgh2，EpB＝mgh1，重力势能的变化量ΔEp＝mgh1－mgh2＝－mgΔh.

(2)以B处所在的高度为零势能参考面.

答案　以B处所在的高度为零势能参考面，重力做功WG＝mgΔh＝mg(h2－h1).

物体的重力势能EpA＝mg(h2－h1)＝mgΔh，EpB＝0，重力势能的变化量ΔEp＝0－mgΔh＝－mgΔh.

综上两次分析可见WG＝－ΔEp，即重力做的功等于重力势能的变化量的负值，而且重力势能的变化与零势能参考面的选取无关.

知识深化

1.重力做功与重力势能变化的关系

WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp

(1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，重力势能的减少量等于重力所做的功.

(2)当物体由低处运动到高处时，重力做负功(物体克服重力做功)，重力势能增加，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功.

2.重力势能的相对性

物体的重力势能总是相对于某一水平参考面，选不同的参考面，物体重力势能的数值是不同的.故在计算重力势能时，必须首先选取参考平面.

注意：参考平面的选择具有任意性，但重力势能的变化量具有绝对性，即物体的重力势能的变化量与参考平面的选取无关.

例2　下列关于重力势能的说法正确的是

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，重力势能增加了

D.在地面上的物体具有的重力势能一定等于零

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重力势能PPT，第四部分内容：03随堂演练　逐点落实

1.(重力做功的特点)如图9所示，一位小朋友在同一高度分别沿两种滑梯滑到水平地面上，此过程中

A.沿滑梯1重力做功最大

B.沿滑梯2重力做功最大

C.沿滑梯1和2重力做功相等

D.条件不足不能判断

2.(重力势能的理解)关于重力势能，下列说法正确的是

A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的

B.处在同一高度的物体，具有的重力势能相同

C.重力势能是标量，不可能有负值

D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零

3.(重力势能及重力势能的变化)(2018·孝感八校教学联盟高一下学期期末联考)质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地面高度为h，重力加速度为g，如图10所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别为

A.mgh，减少mg(H－h)

B.mgh，增加mg(H＋h)

C.－mgh，减少mg(H＋h)

D.－mgh，增加mg(H－h)

4.(重力做功的计算)如图11所示，质量为60 kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒.已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9 m和0.6 m.若她在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，则克服重力做的功和相应的功率约为

A.430 J,7 W

B.4 300 J,70 W

C.720 J,12 W

D.7 200 J,120 W

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