高中物理-《势能》课件.ppt

1、势 能2（一）、新课引入（一）、新课引入一、重力势能一、重力势能13 2002年月日上午，俄罗斯高加索年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。人失踪。雪雪崩崩24 美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前，一颗万年前，一颗直径约为直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万万千克、速度达到千克、速度达到20千米秒，爆炸力相当于千米秒，爆炸力相当于2000万千克梯恩梯万千克梯恩梯(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹

2、的一千倍。爆炸在地面，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约上产生了一个直径约1245米，平均深度达米，平均深度达180米的大坑。据说，坑米的大坑。据说，坑中可以安放下中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。多万观众。陨陨石石坑坑美美国国内内华华达达州州亚亚利利桑桑那那35（1 1）俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯“和平号和平号和平号和平号”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达时，温度可达时，温度可达时，温

3、度可达30003000，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来？（？（？（？（2 2）打桩机打桩机打桩机打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里?（3 3）水力发电站）水力发电站）水力发电站）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（为什么要修那么高的大坝？（为什么要修那么高的大坝？（为什么要修那么高的大坝？（4 4）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶

4、上方相同的高度,分别分别分别分别用细绳悬挂一个粉笔头和用细绳悬挂一个粉笔头和用细绳悬挂一个粉笔头和用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？的铅球，你的感觉有何不同？的铅球，你的感觉有何不同？的铅球，你的感觉有何不同？以上问题的根本原因都在于以上问题的根本原因都在于以上问题的根本原因都在于以上问题的根本原因都在于水电站“和平号和平号”空间站残片空间站残片6用自己的课本做如下试验用自己的课本做如下试验 1、与高度有关、与高度有关 2、与质量有关、与质量有关 1）同一课本从不同高度下落到自己手）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉上，感觉 2）不同质量的课本从同一高度下

5、落到）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉自己手上，感觉 探究得到的结论：探究得到的结论：57（二）、重力做功（二）、重力做功定义：物体由于被举高而具有定义：物体由于被举高而具有的能，叫重力势能的能，叫重力势能48物体竖直下落物体竖直下落AhBm物体沿斜线运动物体沿斜线运动AChmL69h1h2h3物体沿曲线运动物体沿曲线运动AChAh 1mL L710hh2h1AB物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功重力做功重力做功与路径无关重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关只跟始末位置的高度差有关811重力做功与路径无关重力做功与路径无关 一质量为一质量为5kg5kg的小球

6、从的小球从5m5m高处下落高处下落,碰撞地面碰撞地面后弹起后弹起,每次弹起的高度比下落高度低每次弹起的高度比下落高度低1m,1m,求求:小小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功功?(g=9.8m/s2)解:小球下落高度为小球下落高度为5m5mJJ912 可见可见,重力做的功等于重力做的功等于“mgh”这个量的变化这个量的变化.在物理在物理学中，学中，“mghmgh”是一个有特殊意义的物理量是一个有特殊意义的物理量.就用这个就用这个物理量表示物体的重力势能。物理量表示物体的重力势能。hh2h1AB物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功

7、重力做功重力做功与路径无关重力做功与路径无关,只跟始末位置的高度差有关只跟始末位置的高度差有关1013重力势能的表达式重力势能的表达式 Ep=mgh m 物体的质量，单位：千克（物体的质量，单位：千克（kg）Ep 物体的重力势能，单位：焦（物体的重力势能，单位：焦（J）g 重力加速度，单位：米秒重力加速度，单位：米秒2（ms2）h 物体的高度，单位：米（物体的高度，单位：米（m）即：物体的重力势能等于物体的重量即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积和它的高度的乘积1214重力做功与重力势能变化的关系重力做功与重力势能变化的关系1315WG =Ep1-Ep2 重力做功重力做功WG(正、

8、负）正、负）重力势能重力势能EP（增加、减少）（增加、减少）重力做功和重力势重力做功和重力势能变化的关系能变化的关系物体物体上升上升物体物体下降下降正正负负减少减少增加增加重力做的功重力做的功等于等于重力势能的减少重力势能的减少物体克服重力物体克服重力做的功做的功等于等于重重力势能的增加力势能的增加1416重力做功与路径无关重力做功与路径无关 一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落,碰撞地面碰撞地面后弹起后弹起,每次弹起的高度比下落高度低每次弹起的高度比下落高度低1m,1m,求求:小小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了

9、多少功功?(g=9.8m/s2)解:小球下落高度为小球下落高度为5m5mJJ1517怎样确定高度呢？怎样确定高度呢？需要先选定参考平面，高度为需要先选定参考平面，高度为 在参考面下方的物体的高度是负值，在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能也是负值。参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的.高度相对于参高度相对于参考平面而言，即高度具有相对性。考平面而言，即高度具有相对性。在参考面上方的物体的高度是正值，在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；重力势能也是正值；势能是标量势能是标量+、表示大小表示大小1718例：例：如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面

10、以的小球，从桌面以上上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过程下落过程小球重力小球重力做功做功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的物体的重力势能的数值不同数值不同对一个确定的过程，对一个确定的过程，WG和和EP与参考面与参考面的选择无关，即重力功或重力势能的变化具的选择无

11、关，即重力功或重力势能的变化具有确定性有确定性19 讨论：物体在以下四种情况下，重讨论：物体在以下四种情况下，重力做功力做功 与重力势能的关系？与重力势能的关系？C1：物体从点：物体从点A下落到下落到B点的点的过程中，受到阻力作用过程中，受到阻力作用.2：物体从：物体从A点下落到点下落到B点后，点后，再平移到与再平移到与B点等高的点等高的C点点.3：物体从：物体从A点沿斜面滑到与点沿斜面滑到与B点等高的点等高的C点。点。4：物体从：物体从B点上升到点上升到A点。点。h1 h2AB hC201、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：vA

12、、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；vB、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；vC、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；vD、重力做功的多少与参考平面的选取无关。重力做功的多少与参考平面的选取无关。ABDABD2、物体在运动过程中，克服重力做功为、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：则：vA、重力做功为重力做功为50J；vB、物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定增加了50J；vC、物体的动能一定减少物体的动能一定减少

13、50J；vD、重力做了重力做了50J的负功。的负功。BDBD213、关于重力势能的几种理解，正确的是、关于重力势能的几种理解，正确的是A、重重力力势势能能等等于于零零的的物物体体，一一定定不不会会对对别别的的物物 体做功体做功B、相相 对对 于于 不不 同同 的的 参参 考考 平平 面面，物物 体体 具具 有有 不不 同同 数数 值值 的的 重重 力力 势势 能能，但但 这这 并并 不不 影影 响响 研研 究究 有有 关关 重重 力势能的问题力势能的问题C、在在 同同 一一 高高 度度 将将 物物 体体 不不 论论 向向 何何 方方 向向 抛抛 出出，只只 要要 抛抛 出出 时时 的的 初初

14、速速 度度 大大 小小 相相 同同，则则 落落 地地 时时 减减 少的重力势能必相等少的重力势能必相等D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零 C C22小 结一、重力做功的特点：一、重力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的高度差有关与路径无关，只与起点和终点的高度差有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关 的能量。的能量。表达式表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系三、重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功，重力势能减少重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增

15、加四、重力势能是相对的四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。，正负表示大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。零势能参考面。23三三三三.弹性势能弹性势能弹性势能弹性势能物体由于发生了弹性形变而具有的能量。物体由于发生了弹性形变而具有的能量。【讨论与交流讨论与交流讨论与交流讨论与交流】影响弹性势能的因素：影响弹性势能的因素：影响弹性势能的因素：影响弹性势能的因素：（1）弹性势能与形变的大小有关；）弹性势能与形变的大小有关；（2）弹性势能与劲度系数有关）弹性势能与劲度系数有关;（3）在弹性限度内，弹簧的弹性势能为：）

16、在弹性限度内，弹簧的弹性势能为：Ep=kx2/2。弹簧的弹力做功等于弹性势能的变化弹簧的弹力做功等于弹性势能的变化,即即w=kx12/2-kx22/2【拓展拓展拓展拓展】关于势能的共性：关于势能的共性：关于势能的共性：关于势能的共性：1.势能是由相互作用物体之间的作用力和相对位置决定的。势能是由相互作用物体之间的作用力和相对位置决定的。2.决定势能的力都是保守力。决定势能的力都是保守力。（做功只与始末位置有关，与路径无关）（做功只与始末位置有关，与路径无关）3.所有势能都是相对的，应特别注意零势能点所有势能都是相对的，应特别注意零势能点(面面)的选取。的选取。4.()势能变化与势能变化与()力做功的关系力做功的关系 ()力做正功，力做正功，()势能减小；势能减小；()力做负功，力做负功，()势能增大。势能增大。