重力势能和动能.ppt

物体竖直下落 从 A 到 B A h B h1 h2 WG=mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 一、重力做功 物体沿斜线运动 从 A 到 C A C h θ L h1 h2 WG=mgLcos θ =mgh =mg(h1－h2) =mgh1－mgh2 物体沿曲线运动 从 A 到 C Δh1 Δh2 Δh3 A C h A △h 1 θ L W1=mglcosθ1=mg △h 1 W=W1+W2+W3+ …… W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +…… =mg （△h 1+ △h 2 + △h 3 ……) =mg h =mgh1－mgh2 重力做功的特点: 重力做功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。 WG = mgh1 - mgh2 上述分析过程表明： 还表明：功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。即 即：WG = mgΔh 二、重力势能 1.定义：物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。 2.单位：国际单位制中，焦耳(J)。 1J=1kg．m.s-2 .m=1N.m 3.重力势能是标量，状态量。 4.重力势能的变化 ΔEP=mgh2-mgh1 Ep=mgh 可见,重力做的功等于“mgh”这个量的变化. 在物理学中， “mgh”是一个有特殊意义的物理量. 这个物理量就是表示物体的重力势能。 WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2 三、重力做功与重力势能变化关系 重力做的功等于重力势能的减少量 如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力对物体做的功 如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等于物体克服重力做的功 即 WG = －ΔEp 讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？ 计算重力势能之前需要先选定参考平面 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。 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，重力势能也是正值； 势能是状态量、标量．+、–表示大小． 四、重力势能的相对性 高度是相对的，所以重力势能也是相对的 必须指出的是，重力势能跟重力做功密切相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的。 重力势能属于物体和地球组成的系统 。 五、重力势能的系统性 平常所说的“物体”的重力势能，只是一种习惯简化的说法。 例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2) 参考 平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化 桌面 地面 6J 10J -4J 0 10J 10J -10J -10J h1 h2 A B 选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无关 课堂训练 2、起重机以5m/s2的加速度将质量为1t的物体匀减速地沿竖直方向提升高度10m，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做功为多少？物体的重力势能变化了多少？ 机械能 1、动能： 2、势能： 1 2 Ek＝ mv2 重力势能： 弹性势能： EP＝mgh h为物体相对参考平面的高度 1 2 EP＝ k l 2 l为形变量 机械能守恒定律及其应用 1、条件：只有重力或弹力做功。 2、表达式： EK1＋EP1＝EK2＋EP2 或 E1＝E2 △EK＝-△EP △EA＝-△EB 解题时必须选择零势能面 解题时无须选择零势能面 关于功能关系及其应用 1、重力做的功与重力势能的变化的关系： 2、弹力做的功与弹性势能的变化的关系： 3、合力做的功与动能的变化的关系（动能定理）： 4、重力、弹力以外的力做的功与机械能的变化的关系： WG＝EP1－EP2 WF＝EP1－EP2 W合＝EK2－EK1 W其＝E2－E1 5、系统内一对滑动摩擦力做的总功W总＝－Ff l相对 在数值上等于接触面之间产生的内能。 一学生用100N的力将静置于地面的质量为0.5kg的球以8m/s的初速沿水平方向踢出20m远，则该学生对球做的功是（　　　） A. 200J B. 16J C. 1000J D. 无法确定 质量为m