第7章 4.重力势能 .ppt

4重力势能,1重力做的功：,路径,mgh1mgh2,负,正,(1)特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的_无关(2)表达式：WG_(其中 h1、h2 分别表示物体的起点和终点的高度)或写成 Wmgh(h 为物体始末位置的高度差)(3)重力做功的正负：物体被举高时，重力做_功；物体下降时，重力做_功,重力,高度,mgh,焦耳,J,Ep1Ep2,2重力势能：(1)定义：物体由于高度而具有的能量叫重力势能它等于物体所受_与所处_的乘积(2)表达式：Ep_，h 为物体所处的高度，单位和功的单位相同，都是_，符号为_(3)与重力做功的关系：WG_.,3重力势能的特点：(1)相对性：物体的重力势能总是相对于参考平面而言，在参考平面,上重力势能为零,改变,正,负,地球,参考平面不同，物体的重力势能不同，一般选地面为参考平面重力势能的差值不随参考平面的不同而_参考平面上方的物体的重力势能为_值，下方为_值(2)势能是系统所共有的：重力势能为物体与_所组成的系统共有的,4关于重力势能，下列说法中正确的是(,),D,A物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定B物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大C一个物体的重力势能从5 J 变化到3 J，重力势能减少了D重力势能的减少量等于重力对物体所做的功解析：物体的重力势能的大小跟零势能面的选取有关当物体在零势能面上方时，重力势能为正值；当物体在零势能面下方时，重力势能为负值,知识点,重力势能,1如图 741 甲所示，高处有一块巨大的石头摇摇欲坠，在它的下面你可能会感到胆怯这是因为_，当它下落时会_，可能对你造成伤害物体由于位于高处而具有的能叫做_.,被举高的物体具有势能,对外做功,重力势能,甲,乙,丙,图 7412设想你要从某座高楼的第 17 层下到第 8 层，你可以乘电梯下，也可以沿楼梯走下，如图乙所示两种方式下楼，重,力对你做的功_(填“相等”或“不相等”),相等,3物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的，这个水平面叫做_在如图丙所示的情景中，若以井中水面为参考平面，则地面上物体的重力势能为_，井底物体的重力势能为_(填“正值”或“负值”).,参考平面,正值,负值,1重力做的功：,(1)重力的功与路径无关，只与它的起点和终点的位置有关,(2)计算式：WGmgh1mgh2.2重力势能的理解：,(1)表达式：Epmgh，即物体的重力势能等于它所受重力,的大小与所处高度的乘积,(2)单位：焦耳，简称焦，符号为 J.,(3)重力势能的“四性”：,系统性：重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有,的能量，不是地球上的物体独有的,相对性：重力势能 Epmgh 与参考平面的选择有关，式中的 h 是物体的重心到参考平面的高度重力势能是标量，只有大小而无方向，但有正负之分，当物体在参考平面之上时，重力势能为正值；当物体在参考平面之下时，重力势能为负值,参考平面选择的任意性：视处理问题的方便而定，一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能点重力势能变化的绝对性：物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化与参考平面的选取无关，它的变化是绝对的,3重力做功与重力势能变化的关系：重力对物体所做的功，,等于物体重力势能变化量的负值，即 WGEp.,(1)重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少.(2)重力对物体做多少负功，物体的重力势能就增加多少,【例题】(双选)大型拱桥的拱高为 h，弧长为 L，如图 742 所示，质量为 m 的汽车在以不变的速率 v 由 A 点运动到 B,点的过程中，以下说法正确的是(,),图 742A汽车的重力势能不变，重力始终不做功B汽车的重力势能的增量为零，重力做的总功等于零,C汽车的重力势能先增加后减少，总的变化量为零，重,力先做正功，后做负功，总功为零,D汽车的重力势能先增加后减少，上坡时重力做负功，,下坡时做正功，总功为零,解析：汽车由 A 到 B 的过程中，高度先增大后减小，故重力先做负功后做正功，重力势能先增加后减少；汽车最终回到原来的高度，初末位置高度差为零，故重力做功为零，重力势能的变化量为零,答案：BD,【触类旁通】1小球从 O 点沿曲线滑至 C 点，滑行路程为 l，如图 743 所示图中各点对应的高度分别为 hO0、hA、hB 和 hC，,则重力对小球做的功为(,),C,AmghACmghC,BmghBDmgl,图 743解析：小球在重力方向的有效位移为 hOhChC，因此重力做功为mghC.,2如图 744 所示，桌面高为 h，质量为 m 的小球从离桌面高 H 处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能,),A,为零，则小球落到地面前瞬间的重力势能为(图 744AmghBmg(Hh)CmgHDmg(Hh),3.质量为 3 kg 的物体放在高 4 m 的平台上,取 g10 m/s2.,求：,(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？,(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做,的功是多少？,解：(1)相对于平台表面 h0，故 Epmgh0.(2)相对于地面，物体的重力势能为Epmgh3104 J120 J.,(3)物体从平台表面下落到地面上，以平台为参考面，有Ep10,Ep2mgh310(4)J120 J故EpEp2Ep1120 J,重力势能减少了 120 J，重力做的功为WGEp120 J.,