重力势能等于零的物体.PPT

第七章 机械能守恒定律 第四节 重力势能 蓬松的白雪，给人以恬静、美丽的感觉。然而雪崩爆发时，以排山倒海之势，推毁沿途一切，给人类、自然界带来灾难！ 这是因为物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来 在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能． 那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢?本节课我们就来学习这个问题． 用自己的课本做如下试验 1、与高度有关 2、与质量有关 1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉 ? ? ? 2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉 ? ? ? 可以得到的结论： 5 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功 第一种情况 重力做的功： WG＝mgh=mgh1－mgh2 第二种情况 重力做的功： WG＝ mglcosθ ＝mgh ＝ mgh1－mgh2 第三种情况 重力做的功： WG＝mgΔh1＋mgΔh2 ＋ ··· ＝mg(Δh1 ＋Δh2 ＋ ···) ＝mgh ＝mgh1－mgh2 通过分析我们知道重力做功的特点 重力做功的特点是与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，不论光滑路径还是粗糙路径，也不论是直线运动还是曲线运动，只要初末状态的高度差相同，重力做的功就相同． “ mgh”是一个具有特殊意义的物理量。 这是因为mgh这个物理量的特殊意义在于它一 方面与重力做功密切相关，另一方面它随高度的变化而变化．恰与势能的基本特征一致。 我们把物理量mgh叫做物体的重力势能． 物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积． Ep=mgh 说明：重力势能是标量． 单位：焦耳，1J=1kg·m·s-2·m=1N·m WG = Ep1 - Ep2 = -（ Ep2 – Ep1） 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变化的关系 物体 上升 物体 下降 正 负 减少 增加 重力做的功等于重力势能的减少 物体克服重力做的功等于重力势能的增加 14 重力做功与重力势能变化的关系 小明从五楼的窗户上跳下来为何平安无事？ 答：跳到室内的地板上， 需要先选定参考平面 ? 在参考面下方的物体的高度是负值 ? 参考平面的选取是任意的 . ? 在参考面上方的物体的高度是正值 高度是标量．+、–表示大小． 17 重力势能的相对性 h h h A h h h A h h h A B B B EPB=-3mgh EPA=2mgh EPB=-2mgh EPA=0 EPA=-mgh EPB=0 重力势能具有相对性，为了比较势能的大小，应选同一个参考面，处在参考面的物体的重力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力是负数。 重力势能的变化量△Ep＝ EPB－EPA ＝-2mgh 选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同 。 那么重力势能是谁具有的呢? 重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。 不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的． 11、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、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则： A、重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的重力势能一定减少了50J； D、重力做了50J的负功。 BD 3、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，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