關于重力勢能公開課

2002年９月２１日上午，俄羅斯高加索北奧塞梯地區的一個村莊發生雪崩，造成至少１００人失蹤。

雪崩2第2頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

美國內華達州亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質流星撞擊地面的結果。這顆流星重約50萬千克、速度達到20千米／秒，爆炸力相當于2000萬千克梯恩梯(TNT)，超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產生了一個直徑約1245米，平均深度達180米的大坑。據說，坑中可以安放下20個足球場，四周的看臺則能容納200多萬觀眾。

隕石坑美國內華達州亞利桑那3第3頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

這是因為物體一旦處在一定高度時，就具有了一定的能量。而當它從所處的的高處落下時，這些能量就會以做功的方式釋放出.

初中我們已經學過：物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能．質量越大，高度越高，物體的重力勢能越大。第4頁,共27頁，2024年2月25日，星期天討論與交流：重力做的功分別是多少？分析這三種情況，總結重力做功的特點？一、重力做功第5頁,共27頁，2024年2月25日，星期天物體豎直下落

從A到BAhBh1h2WG=mgh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2

G第6頁,共27頁，2024年2月25日，星期天物體沿斜線運動

從A到BABhθLh1h2WG=mgLcosθ=mgh=mg(h1－h2)

=mgh1－mgh2G第7頁,共27頁，2024年2月25日，星期天物體沿曲線運動從A到BΔh1Δh2Δh3ABhA△h1θlW1=mglcosθ1=mg△h1W=W1+W2+W3+……W=mg△h1+mg△h2

+mg△h3

+……

=mg（△h1+△h2

+△h3

……)=mgh

=mgh1－mgh2h1h2第8頁,共27頁，2024年2月25日，星期天ABmg甲hABθmg乙BA丙起點終點第9頁,共27頁，2024年2月25日，星期天ABmg甲hABθmg乙BA丙重力做功特點：起點終點

重力對物體做功與路徑無關，只與它的起點和終點的位置有關。第10頁,共27頁，2024年2月25日，星期天hh2h1AB重力做功的特點:1、重力做功特點：

重力對物體做功與路徑無關，只與它的起點和終點的位置有關。一、重力做功2、重力做功第11頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

1、如圖所示，設想你要從某座高樓的第10層下到第3層，你可以乘電梯下，也可以沿樓梯走下．兩種方式下樓，重力對你做的功是否相等？答案：相等練習第12頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

我們把物理量mgh叫做物體的重力勢能Ep

=mgh1.重力勢能:等于它所受到的重力與所處高度的乘積.2.重力勢能是標量，單位是焦耳（J）常用Ep表示，即二、重力勢能第13頁,共27頁，2024年2月25日，星期天3.重力做功與重力勢能的關系重力做功的表達式為：表示物體在初位置的重力勢能表示物體在末位置的重力勢能末態的重力勢能初態的重力勢能重力勢能的變化量第14頁,共27頁，2024年2月25日，星期天練習2、塔吊把一質量為200kg的物體，從距地面高為h1=10m的高度勻速運到高為h2=3m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？(g=10m/s-2)解：重力做正功為：

WG=mg(h1-h2)=14000J重力勢能減少Ep1-Ep2=mgh1-mgh2=14000J請同學們完成重力做正功重力勢能減少；重力所做的功等于重力勢能的減少量。第15頁,共27頁，2024年2月25日，星期天練習3、塔吊把一質量為200kg的物體，從距地面高為h1=3m的高度勻速運到高為h2=10m的地方，重力做了多少功？物體的重力勢能如何變化？(g=10m/s-2)解：重力做負功為：

WG=mg(h1-h2)=－14000J物體克服重力做了14000J的功；重力勢能增加，重力勢能的增加量為Ep2-Ep1=mgh2-mgh1=14000J請同學們完成物體克服重力所做的功等于重力勢能的增加量。重力做負功重力勢能增加；第16頁,共27頁，2024年2月25日，星期天①如果重力做正功，重力勢能減少，WG>0，EP1>EP2；重力對物體做的功等于重力勢能的減少量②如果重力做負功，重力勢能增加，WG<0，EP1<EP2；物體克服重力做的功等于重力勢能的增加量3.重力做功與重力勢能的關系重力做功對應重力勢能的改變，重力做了多少功就有多少重力勢能發生改變發生第17頁,共27頁，2024年2月25日，星期天想一想問：小明從五樓的窗臺上跳下來為什么會安然無恙？答：向里跳到五樓的地板上

高度具有相對性第18頁,共27頁，2024年2月25日，星期天計算重力勢能之前需要先選定參考平面17高度是相對的，所以重力勢能也是相對的（1）參考平面：高度取做0的水平面也稱零勢能面

珠穆朗瑪峰峰海拔高度8844.43米。死海的海拔高度-415米參考平面選取不同，重力勢能的數值就不同三、重力勢能的相對性第19頁,共27頁，2024年2月25日，星期天4、如圖，質量m=1kg的小球，從桌面上方高h1=1.2m的A點下落到地面上的B點，桌面離地面的高度h2=0.8m．請按要求填寫下表．(g=10m/s2)參考面小球在A處的重力勢能小球在B處的重力勢能整個過程中重力做功整個過程中重力勢能的變化桌面

地面

h1h2AB（3）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，重力做功和重力勢能變化與參考面的選擇無關。12J-8J20J減少20J20J020J減少20J第20頁,共27頁，2024年2月25日，星期天計算重力勢能之前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。在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；（1）參考平面：高度取做0的水平面也稱零勢能面（2）重力勢能是標量，只有大小沒有方向，但有正、負，其正、負可以表示大小參考平面選取不同，重力勢能的數值就不同三、重力勢能的相對性第21頁,共27頁，2024年2月25日，星期天

（1）重力勢能應該是物體與地球組成的系統共同具有的，而不是地球上某一個物體單獨具有的。

（2）不只是重力勢能，任何形式的勢能，都是相應的物體系統由于其中各物體之間，或物體內的各部分之間存在相互作用而具有的能，是由各物體的相對位置決定的．四、勢能是系統共有的第22頁,共27頁，2024年2月25日，星期天小結一、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：物體由于被舉高而具有的能量。

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。五、勢能是系統能。指系統所有。

第23頁,共27頁，2024年2月25日，星期天隨堂鞏固訓練1．如圖所示一物體從A點沿粗糙面AB與光滑面AC分別滑到同一水平面上的B點與C點，則下列說法中正確的是()

A．沿AB面重力做功多

B．沿兩個面重力做的功相同

C．沿AB面重力勢能減少多

D．沿兩個面減少的重力勢能相同ABCBD第24頁,共27頁，2024年2月25日，星期天隨堂鞏固訓練

2.物體在勻速運動過程中，克服重力做功為50J，則(