2.4重力勢能,一、重力做的功觀圖助學(xué),(1)瀑布中的水落下的過程中重力做什么功？怎樣計算重力做的功？(2)貨物被起重機(jī)吊起的過程中重力做什么功？怎樣計算重力做的功？,1.做功表達(dá)式：WGmghmgh1mgh2，式中h指初位置與末位置的_；h1、h2分別指_、_的高度。2.做功的正負(fù)：物體下降時重力做_功；物體被舉高時重力做_功。3.做功的特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的_的位置有關(guān)，而跟物體運動的_無關(guān)。,高度差,初位置,末位置,正,負(fù),起點和終點,路徑,理解概念,判斷下列說法是否正確。(1)瀑布中的水落下的過程中重力做正功。()(2)貨物被起重機(jī)吊起的過程中重力做正功。()(3)重力做功與位移有關(guān)。(),二、重力勢能1.定義：物體所受重力與所處高度的乘積。2.表達(dá)式：Ep_。3.標(biāo)矢性：重力勢能是_，只有大小，沒有方向。4.單位：_，符號：J。5.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系(1)表達(dá)式：WG_Ep。(2)兩種情況,mgh,當(dāng)物體從高處運動到低處時，重力做_，重力勢能_，即WG0，Ep1Ep2。當(dāng)物體由低處運動到高處時，重力做_，重力勢能_，即WG0，Ep1Ep2。重力做負(fù)功也可以說成物體_。,標(biāo)量,焦耳,Ep1Ep2,正功,減少,負(fù)功,增加,克服重力做功,三、重力勢能的相對性和系統(tǒng)性1.重力勢能的相對性(1)參考平面：物體的重力勢能總是相對于某一_來說的，這個_叫做參考平面。在參考平面上，物體的重力勢能取做_。(2)重力勢能的相對性選擇不同的參考平面，物體重力勢能的數(shù)值是_的。對選定的參考平面，上方物體的重力勢能是_值，下方物體的重力勢能是_值，負(fù)號表示物體在這個位置具有的重力勢能要比在參考平面上具有的重力勢能_。2.重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能是_與_所組成的系統(tǒng)共有的。,水平面,水平面,0,不同,正,負(fù),小,地球,物體,理解概念,判斷下列說法是否正確。(1)同一物體在不同高度時，重力勢能不同。()(2)不同物體在同一高度，重力勢能一定不同。()(3)同一物體的重力勢能Ep12J，Ep23J，則Ep1>Ep2。()(4)重力做功WG20J時，物體的重力勢能減小20J。(),觀察探究如圖1所示，將質(zhì)量為m的物塊從A移到B可以有如下方式：,方式1：沿著折線AOB路徑移動。方式2：沿著直線AB路徑移動。方式3：沿著曲線ACB路徑移動。(1)沿著上述三條路徑移動物塊，重力做的功分別是多少？(2)結(jié)合上面的討論，分析重力做功有什么特點。,對重力做功的理解,探究歸納1.重力做功大小只與重力和物體高度變化有關(guān)，與受其他力及運動狀態(tài)均無關(guān)。2.物體下降時重力做正功，物體上升時重力做負(fù)功。3.在一些往復(fù)運動或多個運動過程的復(fù)雜問題中求重力做功時，利用重力做功的特點，可以省去大量中間過程，一步求解。,試題案例,例1某游客領(lǐng)著孩子游泰山時，孩子不小心將手中的皮球滑落，球從A點滾到了山腳下的B點，高度標(biāo)記如圖2所示，則下列說法正確的是(),圖2,A.從A到B的曲線軌跡長度不知道，無法求出此過程重力做的功B.從A到B過程中阻力大小不知道，無法求出此過程重力做的功C.從A到B重力做功mg(Hh)D.從A到B重力做功mgH,解析重力對物體所做的功只與初、末位置的高度差有關(guān)，大小為WGmgH，故選項D正確。答案D,針對訓(xùn)練1如圖3所示，一物體從A點出發(fā)，分別沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上拋出，運動后到達(dá)同一水平面上的B、C、D三點。關(guān)于重力的做功情況，下列說法正確的是(),A.沿AB面滑下時，重力做功最多B.沿AC面滑下時，重力做功最多C.沿AD拋物線運動時，重力做功最多D.三種情況下運動時，重力做的功相等,解析由于重力做功與路徑無關(guān)，只與初末位置的高度差有關(guān)，故D正確。答案D,對重力勢能的理解,圖4,觀察探究1.如圖4所示，打夯時，夯錘被高高舉起，然后砸向地面，設(shè)夯錘質(zhì)量為m。,(1)選擇地面為參考平面，夯錘在地面上的重力勢能是多少？夯錘從地面被舉高h(yuǎn)米后重力勢能是多少？(2)選擇離地面高度h處為參考平面，夯錘在地面上的重力勢能是多少？夯錘在h米高處重力勢能是多少？答案(1)0mgh(2)mgh0,2.如圖5所示，幼兒園小朋友們正在玩滑梯：,圖5,(1)小朋友從最高點滑落到地面的過程中重力做正功還是負(fù)功？重力勢能是增加還是減少？(2)小朋友從地面爬上滑梯最高點的過程中重力做正功還是負(fù)功？重力勢能是增加還是減少？答案(1)小朋友沿滑梯滑下的過程中重力做正功，重力勢能減少。(2)小朋友從地面爬上滑梯最高點的過程中重力做負(fù)功，重力勢能增加。,探究歸納1.重力勢能的“四性”,(1)標(biāo)量性：重力勢能是標(biāo)量，只有大小，沒有方向，但有正、負(fù)。重力勢能正、負(fù)的含義：正、負(fù)值分別表示物體處于參考平面上方和下方。(2)相對性選取不同的水平面作為參考平面，其重力勢能具有不同的數(shù)值，即重力勢能的大小與參考平面的選取有關(guān)。,(3)絕對性物體在兩個高度不同的位置時，由于高度差一定，重力勢能之差也是一定的，即物體的重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān)。(4)系統(tǒng)性重力是地球?qū)ξ矬w吸引而產(chǎn)生的，如果沒有地球?qū)ξ矬w的吸引，就不會有重力，也不存在重力勢能，所以重力勢能是這個系統(tǒng)共同具有的，平時所說的“物體”的重力勢能只是一種簡化的說法。,2.重力做功與重力勢能的關(guān)系,試題案例,例2(2018唐山高一檢測)在離地面80m處無初速度地釋放一小球，小球質(zhì)量為m200g，不計空氣阻力，g取10m/s2，取釋放點所在水平面為參考平面。求：(1)在第2s末小球的重力勢能；(2)在第3s內(nèi)重力所做的功和重力勢能的變化?！舅悸伏c撥】(1)計算重力勢能時要注意重力勢能的正負(fù)和物體所在位置相對于參考平面的高度。(2)在第3s內(nèi)重力所做的功等于物體重力勢能的減少量。,答案(1)40J(2)50J，小球的重力勢能減少了50J,重力勢能的三種求解方法(1)根據(jù)重力勢能的定義求解：選取零勢能參考平面，由Epmgh可求質(zhì)量為m的物體在離零勢能參考平面h高度處的重力勢能。(2)由重力做功與重力勢能變化的關(guān)系求解由WGEp1Ep2知Ep2Ep1WG或Ep1WGEp2。(3)由等效法求重力勢能：重力勢能的變化與運動過程無關(guān)，只與初、末狀態(tài)有關(guān)。EpmghEp2Ep1。,針對訓(xùn)練2如圖6所示，質(zhì)量為m的小球，從離桌面H高處由靜止下落，桌面離地高度為h。若以桌面為參考平面，那么小球落地時的重力勢能及整個過程中重力勢能的變化分別是(),A.mgh，減少mg(Hh)B.mgh，增加mg(Hh)C.mgh，增加mg(Hh)D.mgh，減少mg(Hh),圖6,解析以桌面為參考平面，落地時物體的重力勢能為mgh，初狀態(tài)重力勢能為mgH，即重力勢能的變化EpmghmgHmg(Hh)，所以重力勢能減少了mg(Hh)，D正確。答案D,