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1、4.14.1势能的变化与机械功势能的变化与机械功 第二课时：重力做功跟路径无关第二课时：重力做功跟路径无关2021/8/11 星期三1 什么是重力势能什么是重力势能2021/8/11 星期三2 请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功2021/8/11 星期三3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ABhmL62021/8/11 星期三4h1h2h3物体沿曲线运动物体沿曲线运动ABhAh 1mL L72021/8/11 星期三5由上述分析过程可得出怎样的结论？由上述分析过程可得出怎样的结论？思考：思考：重力做功重力做功只跟它的起点和
2、终只跟它的起点和终点的位置（高度差）有关点的位置（高度差）有关，与物体运动的路径与物体运动的路径无关无关。1.重力做功的特点重力做功的特点：2.重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积重力做功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差两者之差。即即：WG =mgh1-mgh22021/8/11 星期三61.重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平重力势能总是相对于某个水平面来说的，这个水平面叫面叫参考平面参考平面把参考平面的高度取作零，在参考平把参考平面的高度取作零，在参考平面上的物体的重力势能为面上的物体的重力势能为0，称参考平面为，
3、称参考平面为零势能面零势能面。讨论讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？重力势能？2.参考平面选取不同，重力势能的数值就不同可见，重力势能具参考平面选取不同，重力势能的数值就不同可见，重力势能具有有相对性相对性选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，选择不同的参考平面，物体的重力势能的数值是不同的，但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确但并不影响研究有关重力势能的问题，因为在有关的问题中，有确定意义的是重力势能的差值，定意义的是重力势能的差值，这个差值并不因选择不同的参考平面这个差值并不因选择不同的参考平面而有所不同而有所不同
4、 3.选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通选择哪个水平面作为参考平面，可视研究问题的方便而定，通常选择地面作为参考平面常选择地面作为参考平面2021/8/11 星期三7重力势能的正负表示大小重力势能的正负表示大小说明明对选定的参考平面而言，上方物体的对选定的参考平面而言，上方物体的高度是正值，重力势能也是正值；高度是正值，重力势能也是正值；下方物体的高度是负值，重力势能也下方物体的高度是负值，重力势能也是负值。是负值。重力势能为负，表示物体在重力势能为负，表示物体在这个位置具有的重力势能比在参考平这个位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少。面上具有的重力势能少。重力
5、势能：3J 5J2021/8/11 星期三8重力势能是物体与地球组成的系统共同具有重力势能是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。的，而不是地球上某一个物体单独具有的。思考：重力势能是谁具有的呢思考：重力势能是谁具有的呢?平常所说的平常所说的“物体物体”的重力势能，只是一种习惯简化的重力势能，只是一种习惯简化的说法。的说法。不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的，属于
6、相应用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的，属于相应物体所组成的系统具有。物体所组成的系统具有。2021/8/11 星期三9小 结一一、重力做功的特点：、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的二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的 能量。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
7、大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平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。面作为零势能参考面。五、五、势能是物体和地球所共有的势能是物体和地球所共有的2021/8/11 星期三10 A.重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功 B.放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C.在不同高度将某一物体抛出，落地时重力势能相等 D.相对不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势 能，但并不影响研究有关重力势能练习1 1、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()()CD2021/8/11 星期三11 A重力势能的变化物体所处的初末
8、位置有关，与物体重力势能的变化物体所处的初末位置有关，与物体实际经过的路径无关实际经过的路径无关 B重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做重力势能的变化，只跟重力做功有关，和其他力做功多少无关功多少无关 C重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表重力势能是矢量，在地球表面以上为正，在地球表面以下为负面以下为负 D重力势能的变化量等于重力对物体做的功重力势能的变化量等于重力对物体做的功2 2下列关于重力势能的说法，正确的是下列关于重力势能的说法，正确的是()()AB克服2021/8/11 星期三123.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
9、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 BCBC2021/8/11 星期三13 塔吊把一质量为塔吊把一质量为200kg的物体，从距地面高为的物体，从距地面高为h1=10m的高度匀速运到高为的高度匀速运到高为h2=3m的地方，重力做的地方，重力做了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或了多少功？物体的重力势能如何变化？若物体加速或减速下降呢？减速下降呢？(g=10m/s-2)2021/8/11 星期三14分析：重力做功为：分析：重力做功为：WG=mg(h1-h2)=14000J重力势能变化为：重力势能变化为：EP=Ep2-Ep1=mgh2-mgh1=-14000J重力势能减少了重力势能减少了14000J重力做正功重力势能减少重力做正功重力势能减少2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16