高中物理（情景切入+課前導(dǎo)讀+問題探究+知能演練）第7章 第4節(jié) 重力勢能課件 新人教版必修2

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1、第四節(jié)重第四節(jié)重 力力 勢勢 能能安赫爾瀑布，又稱丘倫梅魯瀑布，位于委內(nèi)瑞拉玻利瓦爾州的圭亞那高原，卡羅尼河支流丘倫河上它的水量雖然不是很大，落差卻有979米，居世界第一，瀑布先瀉下807米，落在一個巖架上，然后再跌落172米，落在山腳下一個寬152米的大水池內(nèi)它氣勢雄偉、景色壯觀，果真應(yīng)了那句“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”的著名詩句瀑布于高山峭壁之間，凌空飛垂，珠飛玉濺，云霧蒸騰，山谷轟鳴襯以兩旁參天古樹，嶙峋怪石，壯麗之外又添幾分肅穆之美如果當(dāng)年詩仙李白云游天下看到此景，不知更能吟唱出何等壯美的詩篇1理解重力勢能的概念，會用重力勢能的定義式進(jìn)行計算2理解重力勢能的變化和重力做功的關(guān)系知

2、道重力做功與軌跡無關(guān)3知道重力勢能的相對性課前預(yù)習(xí)一、重力做功1物體的_發(fā)生變化時，重力要做功物體被舉高時，重力做_功；物體下落時，重力做_功2特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的_和_的位置有關(guān)，而跟物體運動的_無關(guān)二、重力勢能1定義：物體由于_而具有的能量高度負(fù)正起點終點路徑被舉高2大小：等于它所受_與所處_的乘積3表達(dá)式：Epmgh.4單位：焦耳，與功的單位相同5相對性：重力勢能總是相對選定的_而言的(該平面常稱為零勢面)6系統(tǒng)性：重力勢能是_與_所組成的系統(tǒng)共有的三、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系1表達(dá)式：WG_.2重力勢能的變化是_，與_的選取無關(guān)重力高度參考平面地球物體Ep1Ep

3、2絕對的零勢面3兩種情況(1)當(dāng)物體從高處運動到低處時，重力做_，重力勢能_，即WG0，Ep1Ep2.(2)當(dāng)物體由低處運動到高處時，重力做_，重力勢能_，即WG0，Ep 10，Ep1Ep2，表明重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功(2)當(dāng)物體由低處運動到高處時，WG0，Ep1Ep2，表明物體克服重力做功(重力做負(fù)功)，重力勢能增加，增加的重力勢能等于克服重力所做的功 嘗試應(yīng)用2關(guān)于重力勢能與重力做功的下列說法中正確的是()A物體克服重力所做的功等于重力勢能的增加B在同一高度，將物體以速率v0向不同方向拋出，從拋出到落地的過程中，重力所做的功相等，物體所減少的重力勢能也一定

4、相等C重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功D用手托住一個物體勻速上舉時，手的支持力做的功等于克服重力所做的功與物體重力勢能的增量之和解析：重力勢能具有相對性，重力對物體所做的功等于物體重力勢能的變化量，即WGEp，故A、B正確；重力勢能等于零，只能說明物體在參考平面上，不影響其對別的物體做功，故C錯；對于D選項，物體勻速上升，手的支持力大小等于物體的重力，二者移動的距離相同，所以手的支持力做的功等于克服重力做的功，又WGEp，故手的支持力做的功也等于物體重力勢能的增加量，而不是等于二者的和，故D錯答案：AB重力勢能的計算 金茂大廈是上海的標(biāo)志性建筑之一，它主體建筑地上88層，地下3層，高

5、420.5 m，是目前國內(nèi)第一、世界第三的高樓，如圖所示距地面341 m的第88層為國內(nèi)迄今最高的觀光層，環(huán)顧四周，極目眺望，上海新貌盡收眼底，質(zhì)量為60 kg的游客，在下列情況中，他的重力勢能各是多少？(g取10 m/s2)(1)以地面為參考平面；(2)以第88層為參考平面；(3)以420.5 m的樓頂為參考平面，若他乘電梯從地面上升到88層，需克服重力做多少功？解析：(1)以地面為參考平面，游客在88層的相對高度為341 m，則Ep1mgh6010341 J2.0105 J.(2)若以88層處為參考平面，游客在88層的相對高度為0，故Ep20.(3)克服重力做的功與參考平面的選擇無關(guān)，只與

6、相對高度差有關(guān)，則W1mgh2.0105 J.名師歸納：(1)物體的重力勢能的大小是相對的，其數(shù)值與參考平面的選擇有關(guān)(2)重力勢能的變化是絕對的，與參考平面的選擇無關(guān)，其變化量僅由重力對物體做功的多少來決定 答案：(1)2.0105 J(2)0(3)2.0105 J變式應(yīng)用1如圖所示，桌面距地面的高度為 0.8 m，一物體質(zhì)量為2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，則：(1)以桌面為零勢能參考平面，計算物體具有的勢能，并計算物體由支架下落到地面過程中重力勢能減小多少？(2)以地面為零勢能參考平面計算物體具有的勢能，并計算物體由支架下落到地面過程中重力勢能減小多少？(3)比較以上計算結(jié)果，

7、說明什么問題？解析：(1)以桌面為零勢能參考平面，物體距零勢能參考平面的高度為h10.4 m，因而物體具有重力勢能Ep1mgh12 9.80.4 J7.84 (J).物體落至地面時，物體的重力勢能為Ep 2mgh229.8(0.8) J15.68 (J)，因此物體在此過程中的重力勢能減小量EpEp1Ep27.84 J(15.68) J23.52 J.(2)以地面為零勢能參考平面，物體的高度h1(0.4 0.8) m1.2 m，因而物體的重力勢能Ep1mgh129.81.2 J23.52 (J).物體落至地面時重力勢能為0.在此過程中，物體的重力勢能減小量為EpEp1Ep223.52 J023.

8、52 (J).(3)通過上面的計算，說明重力勢能是相對的，它的大小與零勢能參考平面的選取有關(guān)而重力勢能的變化是絕對的，它與零勢能參考平面的選取無關(guān)，其變化值與重力對物體做功的多少有關(guān)答案：(1)7.84 J23.52 J(2)23.52 J23.52 J(3)見解析重力做功與重力勢能變化 起重機以 g的加速度將質(zhì)量為m的物體勻減速地沿豎直方向提升高度h，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力做功為多少？物體的重力勢能變化了多少？14重力做功WGmghcos 180mgh，即物體克服重力做功為mgh.又因為WGEp1Ep2mgh，所以WG0，Ep12，且第一個斜面光滑，第二個斜面粗糙

9、由頂端滑到底端的過程中，重力對物體做的功分別為形W1和W2，重力勢能的變化量分別為Ep1和Ep2，則()AW1W2 BW1Ep2 DEp1Ep2解析：兩個物體的質(zhì)量相等，重力相等，又初、末位置的高度差相等，所以重力做的功相等，重力勢能的變化量相等，故選項A正確，B、C、D錯誤答案：A6.質(zhì)量為m的物體從地面上方H高處由靜止釋放，落在地面后出現(xiàn)一個深度為h的坑，如圖所示，在此過程中()A重力對物體做功為mgHB重力對物體做功為mg(Hh)C物體的重力勢能減少了mg(Hh)D物體的重力勢能增加了mg(Hh) 解析：從初位置到末位置小球的高度下降了Hh，所以物體的重力做功為WGmg(Hh)，故A錯，

10、B正確；重力做正功，重力勢能減少，減少的重力勢能等于重力所做的功，所以Epmg(Hh)，故C正確，D錯誤答案：BC提高練7.如圖所示，一個質(zhì)量為M的物本放在水平面上，物體上方連接一根自然長度為L，勁度系數(shù)為k的輕彈簧，現(xiàn)用手拉著彈簧的上端P點(開始時彈簧處于原長)緩慢豎直向上提升，直到物體離開地面一定高度，在這一過程中P點的位移是H，則物體的重力勢能增加了()答案：C8世界著名撐桿跳高運動員烏克蘭名將布勃卡身高 1.83 m，體重80 kg，他曾多次打破撐桿跳高世界紀(jì)錄，目前仍保持著6.14 m的室外世界紀(jì)錄請你探究以下兩個問題(g取10 m/s2)(1)他跳過6.14 m時，至少克服重力做多少功？(2)他的重力勢能改變了多少？(2)根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系可知，他的重力勢能增加了4 180 J.答案：(1)4 180 J(2)增加4 180 J9某海灣共占面積1.0107 m2，漲潮時水深20 m，此時關(guān)上水壩閘門，可使水位保持在20 m不變；退潮時，壩外水位降至18 m也保持不變，假如利用此水壩建水電站，且重力勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率是10%，每天有兩次漲潮，問該電站一天最多能發(fā)出多少電能？(取g10 m/s2，假設(shè)只有退潮時發(fā)電)答案：41010 J