第四節(jié) 重力勢能 第五節(jié) 探究彈性勢能的表達式,第七章 機械能守恒定律,一、新課引入,重力勢能,1,一、新課引入,二、重力做功,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能,4,6,物體沿曲線運動,7,可見,重力做的功等于“mgh”這個量的變化.在物理學中， “mgh”是一個由特殊意義的物理量.就用這個物理量表示物體的重力勢能。,重力做功與路徑無關,只跟始末位置的高度差有關,10,重力做功與路徑無關,一質量為5kg的小球從5m高處下落, 碰撞地面后彈起, 每次彈起的高度比下落高度低1m, 求:小球從下落到停在地面的過程中重力一共做了多少功? (g=9.8m/s2),解:,小球下落高度為5m,J,J,9,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達式 Ep = mgh,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,11,重力勢能的表達式 Ep = mgh,m 物體的質量，單位：千克（kg）,Ep 物體的重力勢能，單位：焦（J）,g 重力加速度，單位：米秒2（ms2）,h 物體的高度，單位：米（m）,即：物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積,12,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達式 Ep = mgh,1、重力做功與重力勢能變化的關系,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,13,WG = Ep1 - Ep2,正,負,減少,增加,重力做的功等于重力勢能的減少,物體克服重力做的功等于重力勢能的增加,14,需要先選定參考平面, 在參考面下方的物體的高度是負值，重力勢能也是負值。, 參考平面的選取是任意的 ., 在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；,勢能是標量+、表示大小,17,例： 如圖，質量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m請按要求填寫下表(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數值不同,18,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達式 Ep = mgh,1、重力做功與重力勢能變化的關系,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,19,例： 如圖，質量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點落到地面的B點，桌面高h2=0.8m請按要求填寫下表(g=10m/s2),6J,10J,-4J,0,10J,10J,減少10J,減少10J,選取不同的參考平面,物體的重力勢能的數值不同,對一個確定的過程，WG和EP與參考面的選擇無關,20,一、新課引入,二、重力做功,三、重力勢能表達式 Ep = mgh,1、重力做功與重力勢能變化的關系,勢能的相對性（高度的相對性）,2、,重力勢能,物體由于被舉高而具有的能量,21,4、重力勢能是物體和地球所組成的系統(tǒng)共有的,討論：物體在以下四種情況下，重力做功 與重力勢能的關系？,1：物體從點A下落到B點的過程中，受到阻力作用.,2：物體從A點下落到B點后，再平移到與B點等高的C點.,3：物體從A點沿斜面滑到與B點等高的C點。,4：物體從B點上升到A點。,1、關于重力做功和物體的重力勢能，下列說法正確的是： A、當重力對物體做正功時，物體的重力勢能一定減少； B、物體克服重力做功時，物體的重力勢能一定增加； C、地球上的物體的重力勢能都只有一個唯一確定的值； D、重力做功的多少與參考平面的選取無關。,ABD,課堂練習,2、物體在運動過程中，克服重力做功為50J，則： A、重力做功為50J； B、物體的重力勢能一定增加了50J； C、物體的動能一定減少50J； D、重力做了50J的負功。,BD,小 結,一、重力做功的特點： 與路徑無關，只與起點和終點的高度差有關 二、重力勢能：地球上的物體具有的與它高度有關 的能量。 表達式 三、重力做功與重力勢能變化的關系 重力做正功，重力勢能減少 重力做負功，重力勢能增加 四、重力勢能是相對的 ，正負表示大小。 一般不加說明是以地面或題目中的最低點所在的平面作為零勢能參考面。,問題與思考,1、如何定義“勢能”？,相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。,2、何為“彈性形變”？發(fā)生彈性形變的物體 有何特征?,3、發(fā)生彈性形變的物體有能量嗎?,彈性勢能,重力做功引起重力勢能改變; 彈簧彈力做功引起彈性勢能改變.,4、功是能量轉化的量度，彈簧彈力做功會 引起什么能量變化？,問題與思考,5、物體的重力勢能“mgh”與重力和高度 有關。 “彈性勢能”會與什么因素有關？,問題與思考,彈簧彈力的功與彈性勢能的改變有何關系?,重力做正功：重力勢能減少,重力做負功：重力勢能增加,6、重力做的功等于重力勢能增量的負值；,5-5 探究彈性勢能的表達式,一、彈性勢能的定義,發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有的勢能,二、彈性勢能的表達式中可能涉及到 的物理量,彈簧的勁度系數 彈簧的伸長量或壓縮量,二、彈性勢能的表達式中可能涉及到 的物理量,如何研究彈簧的彈性勢能與彈力做功關系,功是能量轉化的量度，拉力對彈簧做功會引起彈簧的彈性勢能的變化。,重力做的功等于重力勢能增量的負值,WG= -EP,三、彈簧的彈性勢能與彈力做功的關系,彈力做正功：彈性勢能減少,彈力做負功：彈性勢能增加,1、拉伸過程的彈簧彈力是恒力還是變力？,F=kl,問題與思考,2、怎樣求解變力做功？,微元法,3、怎樣由拉力做功得出彈性勢能 表達式？,找出彈力做功的計算方法，再根據彈力做功與彈性勢能的關系導出彈性勢能的表達式。,圖線所圍“面積”能表示什么？,四、彈性勢能的表達式,W拉= F拉 l,W拉= EP,例1一豎直彈簧下端固定于水平 地面上，小球從彈簧的正上方高 為h的地方自由下落到彈簧上端， 如圖所示，經幾次反彈以后小球 最終在彈簧上靜止于某一點A處。 分析彈簧的彈性勢能與小球 動能的變化情況,例2,將彈簧拉長或壓縮x，彈力大小變化相同，關于彈力做功和彈性勢能變化的正確說法為（）,A、拉長時彈力做正功，彈性勢能增加；壓 縮時彈力做負功，彈性勢能減小； B、拉長和壓縮時彈性勢能均增加； C、拉長或壓縮x時，彈性勢能改變相同； D、形變量相同時，彈性勢能與勁度系數 有關,