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1、一、重力做的功一、重力做的功如图所示，一个质量为如图所示，一个质量为m m的物体，从高度为的物体，从高度为h h1 1的位置的位置A A分别按下分别按下列三种方式运动到高度为列三种方式运动到高度为h h2 2的位置的位置B B.(1)(1)依据功的公式求出甲、乙两种状况依据功的公式求出甲、乙两种状况下重力做的功；下重力做的功；(2)(2)求出丙中重力做的功；求出丙中重力做的功；(3)(3)依据依据(1)(1)、(2)(2)说明重力做功的特点？说明重力做功的特点？甲中甲中W WG Gmghmghmghmgh1 1mghmgh2 2乙中乙中W WG Gmglcosmglcosmghmghmghmg
2、h1 1mghmgh2 2微元法求解微元法求解WGWG丙丙=mgh=mgh=mghmgh1 1mghmgh2 2重力做功只跟物体的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关重力做功只跟物体的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关.1.1.重重力力做做功功的的表表达达式式：W WG G=mgh=mgh1 1-mgh-mgh2 2,其其中中h h1 1、h h2 2分分别别为为初初、末末位位 置的高度置的高度.物体下降重力做正功，物体上升重力做负功物体下降重力做正功，物体上升重力做负功.2.2.重重力力做做功功特特点点：重重力力做做功功只只与与物物体体初初、末末位位置置的的高高度度差差有有关关，与物体
3、运动的与物体运动的路径路径无关无关.D D二、重力势能二、重力势能1.1.定义：物体的重力势能等于它的重力和所处高度的乘积定义：物体的重力势能等于它的重力和所处高度的乘积2.2.表达式：表达式：E EP P=mgh=mgh，h-h-物体物体相对参考面相对参考面所处的高度所处的高度.单位：焦耳单位：焦耳 J J3.3.特征：（特征：（1 1）相对性）相对性:E:EP P与选定的参考面与选定的参考面(零势能面）有关零势能面）有关.（2 2）标失性：只有大小无方向，但有正负势能）标失性：只有大小无方向，但有正负势能.正负表示势能的大小，正负表示势能的大小，物体在参考面上方物体在参考面上方E EP P
4、00物体在参考面下方物体在参考面下方E EP P0.0.（3 3）系统性：）系统性：E EP P是物体与地球所组成的系统共有的是物体与地球所组成的系统共有的.不是物体不是物体单独所具有的单独所具有的.(2)(2)两种状况：两种状况：4.4.重力做功与重力势能变更的关系重力做功与重力势能变更的关系物体从物体从A A点下降到点下降到B B点点重力做功重力做功:W:WG G=mg(h=mg(h1 1-h-h2 2)=E)=EP1P1-E-EP2P2=-=-Eph h2 2A AB Bh hh h1 1（1 1）功能关系式：）功能关系式：W WG G=E=EP1P1-E-EP2P2=-=-Ep，重力做
5、功等初末位置的势能重力做功等初末位置的势能之差之差.结论：结论：WGWG是是EPEP变更的缘由，即重力做功引起重力势能的变更变更的缘由，即重力做功引起重力势能的变更.WG=EP1-EP2=-Ep.WG=EP1-EP2=-Ep.在同一等势面上运动在同一等势面上运动E EP P不变，重力不做功不变，重力不做功.三、重力势能的相对性和系统性三、重力势能的相对性和系统性如图所示，桌面距地面高为如图所示，桌面距地面高为H H，一物体质量为，一物体质量为m m，放在距桌面放在距桌面h h处：处：(1)(1)若以地面为零势能参考平面，物体具有的重若以地面为零势能参考平面，物体具有的重力势能是多少？以桌面为零
6、势能参考平面，其力势能是多少？以桌面为零势能参考平面，其值又是多少？值又是多少？答案以地面为零势能参考平面时，物体的重力势能答案以地面为零势能参考平面时，物体的重力势能 E Ep1p1mg(Hmg(Hh).h).以桌面为零势能参考平面时，重力势能以桌面为零势能参考平面时，重力势能E Ep2p2mgh.mgh.(2)选取不同的零势能参考平面，物体具有的重力势能不同，这说明白什么？答案说明白重力势能具有相对性，Epmgh表达式中，h是物体重心到参考平面的高度，具有相对性.选择哪个水平面做零势能参考平面，可视探讨问题的便利而定.通常选择地面为零势能参考平面.(3)选取不同的零势能参考面，重力势能的变
7、更相同吗？答案相同1.1.重力势能的相对性重力势能的相对性(1)(1)重力势能具有相对性，即重力势能具有相对性，即EpEp与选取参考面（零势能面）与选取参考面（零势能面）有关有关.因此，在计算重力势能时，必需首先选取参考平面因此，在计算重力势能时，必需首先选取参考平面.(2)(2)重力势能的变更是确定的，它与参考平面的选取无关重力势能的变更是确定的，它与参考平面的选取无关.对重力势能的理解对重力势能的理解例例1.1.关于重力势能，以下说法中正确的是关于重力势能，以下说法中正确的是()A.A.某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的B.B.
8、只要重力做功，重力势能确定变更只要重力做功，重力势能确定变更C.C.物体做匀速直线运动时，重力势能确定不变物体做匀速直线运动时，重力势能确定不变D.D.重力势能为零的物体，不行能对别的物体做功重力势能为零的物体，不行能对别的物体做功B B重力做功与重力势能变更的关系例例2.2.质质量量为为m m的的物物体体从从离离湖湖面面H H高高处处由由静静止止释释放放，落落在在距距湖湖面面为为h h的的湖底，如图所示，在此过程中湖底，如图所示，在此过程中()A.A.重力对物体做功为重力对物体做功为mgHmgHB.B.重力对物体做功为重力对物体做功为mg(Hmg(Hh)h)C.C.物体的重力势能削减了物体的
9、重力势能削减了mg(Hmg(Hh)h)D.D.物体的重力势能增加了物体的重力势能增加了mg(Hmg(Hh)h)BCBC3.3.大大型型拱拱桥桥的的拱拱高高为为h h，弧弧长长为为L L，如如图图6 6所所示示，质质量量为为m m的的汽汽车车在在以以不不变变的的速速率率v v由由A A点点运运动动到到B B点点的过程中，以下说法正确的是的过程中，以下说法正确的是()A.A.由由A A到到B B的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功的过程中，汽车的重力势能始终不变，重力始终不做功B.B.汽车的重力势能先减小后增加，总的变更量为汽车的重力势能先减小后增加，总的变更量为0 0，重力先做负功，重力先做负功，后做正功，总功为零后做正功，总功为零C.C.汽车的重力势能先增大后减小，总的变更量为汽车的重力势能先增大后减小，总的变更量为0 0，重力先做正功，重力先做正功，后做负功，总功为零后做负功，总功为零D.D.汽车的重力势能先增大后减小，总的变更量为汽车的重力势能先增大后减小，总的变更量为0 0，重力先做负功，重力先做负功，后做正功，总功为零后做正功，总功为零D D课堂要点小结重力做功与重力势能重力做功与重力势能重力做功与重力势能的关系重力做功和重力势能的变更关系重力做功和重力势能的变更关系mgmgFa a