1、第五節(jié) 重力勢能學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義進(jìn)行計(jì)算 2、理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系，知道重力做功與路徑無關(guān) 3、知道重力勢能的相對性及勢能差的不變性 4、了解彈性勢能 5、學(xué)會從功和能的關(guān)系上解釋和分析物理現(xiàn)象1 物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能 （一）重力勢能的相關(guān)因素 重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，且物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能就越大 討論 1、把一個(gè)物體舉高時(shí)，重力對物體做正功還是負(fù)功？重力勢能如何變化？ 2、一個(gè)物體從高處下落，重力對物體做正功還是負(fù)功？重力勢能如何變化？一、重力勢能 3、質(zhì)量為m的物體從高度為h1的A點(diǎn)下落到高度為h2的B

2、點(diǎn)，重力所做的功是多少？ WG = mgh = mg（h1 - h2）= mgh1 - mg h2hh2h1AB 小結(jié):與動能的引入類似，因?yàn)橹亓Φ墓Φ扔趍gh這個(gè)量的變化，所以在物理學(xué)中，就用這個(gè)物理量表示物體的重力勢能。2 （二）重力勢能的表達(dá)式 Ep = mgh Ep 物體的重力勢能，單位：焦（J） m 物體的質(zhì)量，單位：千克（kg） g 重力加速度，單位：米秒2（ms2） h 物體的高度，單位：米（m） 即：物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積 討論 1、一實(shí)心鐵球與一實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結(jié)論中正確的是 A、鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能 B、鐵球

3、的重力勢能等于木球的重力勢能 C、鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能 D、上述三種情況都有可能 2、體積相同的鋁立方體和鉛立方體，放在同一水平桌面上時(shí)，哪個(gè)重力勢能較大？為什么？3 1、用Ep1 = mgh1來表示物體在初位置的重力勢能；用Ep2 = mgh2來表示物體在末位置的重力勢能，則重力功WG = Ep1 - Ep2。 2、重力做正功時(shí)，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功；重力做負(fù)功即物體克服重力做功時(shí)，重力勢能增加，增加的重力勢能等于物體克服重力所做的功 二、重力勢能與重力做功的關(guān)系 討論：如圖所示，質(zhì)量為m的小物體從A處運(yùn)動到C處，運(yùn)動的路徑有無數(shù)條，請利用功的概念和重力作

4、功與重力勢能的變化之間的關(guān)系這兩個(gè)不同的角度來討論，在這些運(yùn)動過程中，重力所做的功是否相同？（已知AC的高度為h）h1h2h3AChAChAChB4 討論：同一物體放在同一位置，其重力勢能是否可以有不同的值？如：有一個(gè)質(zhì)量為m小物體放在二樓地板上，每層樓高h(yuǎn)，則該物體的重力勢能為多大？ 對選定的參考平面而言，在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢能也是正值；在參考面下方的物體的高度是負(fù)值，重力勢能也是負(fù)值。 討論：有一物體在A點(diǎn)的重力勢能是1J，在B點(diǎn)的重力勢能是0，在C點(diǎn)的重力勢能是 - 2J，則物體在哪一點(diǎn)的重力勢能最大？ 三、重力勢能具有相對性 小結(jié):重力做功的特點(diǎn) 重力所做的功只跟物體

5、初位置的高度h1和末位置的高度h2有關(guān)，跟物體運(yùn)動的路徑無關(guān) 四、重力勢能是標(biāo)量 注意：重力勢能的正負(fù)參與比較大小。5 五、彈性勢能 1、發(fā)生形變的物體，在恢復(fù)原狀時(shí)能夠?qū)ν庾龉Γ蚨哂心芰浚@種能量叫做彈性勢能 2、物體的形變程度越大，彈性勢能也越大 小結(jié)：盡管物體的重力勢能的量值與參考平面的選擇有關(guān)，但同一物體處在不同高度處時(shí)重力勢能的差值卻與參考平面的選擇無關(guān)解題過程中關(guān)心的主要是重力勢能的差值 討論：在同一物體處在不同高度處時(shí)重力勢能的差值與參考平面的選取是否有關(guān)？ 3、彈簧的彈性勢能: 在彈性限度內(nèi)，EP= k x2 / 2 4、彈性勢能和重力勢能的對比 重力勢能：大小由地球和地面

6、上物體的相對位置決定； 彈性勢能：大小由形變程度決定，而形變程度不同，發(fā)生形變的物體的各部分相對位置會發(fā)生變化。 6 小結(jié)：（1）勢能也叫位能 （2）勢能具有系統(tǒng)性：重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，彈性勢能是物體的各部分所共有的 討論 1關(guān)于重力做功和物體的重力勢能，下列說法中正確的是 A當(dāng)重力對物體做正功時(shí)，物體的重力勢能一定減少 B物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢能一定增加 C地球上任何一個(gè)物體的重力勢能都有一個(gè)確定值 D重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)2物體在運(yùn)動過程中，克服重力做功為50J，則A重力做功為50J B物體的重力勢能一定增加50J C物體的動能一定減少50J D重力

7、做了50J的負(fù)功7 小結(jié) 1、勢能由物體間的相互作用而產(chǎn)生，由它們的相對位置而決定。 2、勢能是標(biāo)量，單位是焦耳。 3、重力對物體所做的功與物體的運(yùn)動路徑無關(guān)，只跟物體運(yùn)動的始、末位置有關(guān)，重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢能之差。 4、重力勢能是地球和地面上的物體共同具有的，一個(gè)物體的重力勢能的大小與參考平面的有關(guān)，同一物體處在不同高度處時(shí)重力勢能的差值卻與參考平面的選擇無關(guān)。 2、以40ms的初速度豎直向上拋出一個(gè)物體，以拋出點(diǎn)為參考平面，經(jīng)過 t s 后，物體的重力勢能是重力勢能最大值的 倍，則 t 的大小為（g = 10ms2） A2 s B3 s C4 s D5 s 思考：1、掛

8、在豎直墻壁上的長1.80m的畫，畫面質(zhì)量為100g，下面畫軸質(zhì)量為200g，將它沿墻緩慢卷起，g取10ms2，需做多少功？答案： 4.5J答案： A8思考題 1關(guān)于重力勢能的幾種理解，正確的是 A重力勢能等于零的物體，一定不會對別的物體做功 B相對于不同的參考平面，物體具有不同數(shù)值的重力勢能，但這并不影響研究有關(guān)重力勢能的問題 C在同一高度將物體不論向何方向拋出，只要拋出時(shí)的初速度大小相同，則落地時(shí)減少的重力勢能必相等 D放在地面的物體，它的重力勢能一定等于零 2一物體從A點(diǎn)沿粗糙面AB與光滑面AC分別滑到同一水平面上的B點(diǎn)與C點(diǎn)，則下列說法中正確的是 A沿AB面下滑時(shí)重力做功多 B沿兩個(gè)面下滑時(shí)重力做的功相同 C沿AB面下滑時(shí)重力勢能減少得多一些 D沿兩個(gè)面下滑時(shí)減少的重力勢能相同ACB9 3在水平面上豎直放置一輕質(zhì)彈簧，有一物體在它的正上方自由落下，在物體壓縮彈簧速度減為零時(shí) A物體的重力勢能最大 B物體的動能最大 C彈簧的彈性勢能最大 D彈簧的彈性勢能最小 4質(zhì)量為1 kg的