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1、 重力势能重力势能 20022002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，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，造成至少人失踪。造成至少人失踪。雪雪崩崩2 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 5万年前，一颗万年前，一颗直径约为直径约为30305050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5050万万千克、速度达到千克、速度达到2020千米秒，爆炸力相当于千米秒，爆炸力相当于20002000万千克梯恩梯万千克梯恩梯(TNT)(TNT)，超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千
2、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12451245米，平均深度达米，平均深度达180180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2020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200200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3打打桩桩机机工工作作现现场场（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
3、烧时，温度可达时，温度可达时，温度可达时，温度可达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
4、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,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1.定义定义:由由相互作用相互作用的物体间的的物体间的作用力作用力和和物体间的物体间的相对位置相对位置决定的能量叫势能决定的能量叫势能.又又称为称为位能位能.2.重力势
5、能的概念重力势能的概念:物体物体的的地球地球之间的相互作用所具有的能量之间的相互作用所具有的能量.3.弹性势能的概念弹性势能的概念:物体物体和和弹性物体弹性物体间的相互作用所具有的能间的相互作用所具有的能量量.一一.重力做功重力做功当物体的高度发生变化时，重力要做功。当物体的高度发生变化时，重力要做功。物体下降时：物体下降时：物体被举高时：物体被举高时：重力做重力做正正功。功。重力做重力做负负功。功。探究重力势能的表达式探究重力势能的表达式:物体竖直下落物体竖直下落 从从 A A 到到 B BAhBh1h2WG=mgh =mg(h1h2)=mgh1mgh2 物体沿斜线运动物体沿斜线运动 从从
6、A A 到到 C CAChLh1h2WG=mgLcos =mgh =mg(h1h2)=mgh1mgh2物体沿曲线运动物体沿曲线运动 从从 A A 到到 C Ch1h2h3AChAh 1L Lh1h1h2h2一、重力做功一、重力做功特点特点1、重力做功与路径无关、重力做功与路径无关,2、只跟始末位置的高度差、只跟始末位置的高度差h有关有关二、重力势能二、重力势能物物体体由由于于被被举举高高而而具具有有的的能能叫重力势能叫重力势能(1)在国际单位制中的单位：焦耳在国际单位制中的单位：焦耳(J)(2)重力势能是重力势能是标量标量，状态量状态量。(3)重力势能的变化重力势能的变化 EP=mgh2-mg
7、h1(4)重力势能具有系统性：是地球和物重力势能具有系统性：是地球和物体间共有的体间共有的由由于于高高度度具具有有相相对对性性,所所以以重重力力势势能能也也具有具有相对性相对性.高高度度的的相相对对性性不不影影响响对对相相关关重重力力势势能能的问题的研究的问题的研究,因为高度差是一定的因为高度差是一定的.(5).重力势能的相对性重力势能的相对性:参参考考 平平面面选定某一个水平面选定某一个水平面,并把这个水平面的并把这个水平面的高度定为零高度定为零,则物体在该平面上的则物体在该平面上的重力重力势能为零势能为零.(.(又称零势面又称零势面)对选定的参考平面而言对选定的参考平面而言,在参考平面上方
8、的物体，高在参考平面上方的物体，高度是度是正正值，重力势能也是值，重力势能也是正正值；在参考平面下方的物体，值；在参考平面下方的物体，高度是高度是负负值，重力势能也是值，重力势能也是负负值值.物体具有负的重力势物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少具有的重力势能要少.参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的,通常通常选取地面作为参考平面选取地面作为参考平面(零势面零势面)例：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表(g=10m/
9、s(g=10m/s2 2)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-10J-10Jh1h2AB 选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同 对一个确定的过程，对一个确定的过程，WG和和EP与参考平面的选择无与参考平面的选择无关关20三、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1、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
10、增加重力做负功，重力势能增加2、重力做的功等于重力势能的减少量、重力做的功等于重力势能的减少量3、重力势能具有相对性、重力势能具有相对性 但重力势能的变化是绝对的，与参考但重力势能的变化是绝对的，与参考 平面的选取无关（平面的选取无关（h）弹弹性性势势能能弹性势能弹性势能弹性势能弹性势能一、弹性势能一、弹性势能 发生弹性形变的物体各部分之间由于发生弹性形变的物体各部分之间由于弹弹力的相互作用力的相互作用而具有的势能而具有的势能1 1、弹簧的长度弹簧的长度2 2、劲度系数劲度系数1、弹性势能的表达式可能与哪几个物理、弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？（类比、猜想）量有关？（类比、猜想）2、
11、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？（类比、进一步建构功能关系思想）关系？（类比、进一步建构功能关系思想）二、探究弹性势能的表达式二、探究弹性势能的表达式W外外E弹弹弹弹性性势势能能 发生弹性形变的物体，在恢复原发生弹性形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有状时能够对外界做功，因而具有能量，这种能量叫做能量，这种能量叫做弹性势能弹性势能。弹簧的弹性势能跟弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或弹簧被拉伸或压缩的长度有关压缩的长度有关，被拉伸或压缩，被拉伸或压缩的长度越长，恢复原状时对外做的长度越长，恢复原状时对外做的功就越多，弹簧的弹性势能就的功就越多，弹
12、簧的弹性势能就越大越大.弹簧的弹性势能还跟弹簧的弹性势能还跟弹簧弹簧的劲度系数有关的劲度系数有关，被拉伸或压缩，被拉伸或压缩的长度相同时，劲度系数大的弹的长度相同时，劲度系数大的弹簧的弹性势能大。簧的弹性势能大。1、关关于于重重力力做做功功和和物物体体的的重重力力势势能能，下下列列说说法法正确的是：正确的是：A、当当重重力力对对物物体体做做正正功功时时，物物体体的的重重力力势势能能一定减少；一定减少；B、物物体体克克服服重重力力做做功功时时，物物体体的的重重力力势势能能一一定增加；定增加；C、地地球球上上的的物物体体的的重重力力势势能能都都只只有有一一个个唯唯一一确定的值；确定的值；D、重力做
13、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。ABDABD 2.离地面高度（不为零）相同的两物离地面高度（不为零）相同的两物体甲和已，已知甲物体质量大，以地体甲和已，已知甲物体质量大，以地面为零势面面为零势面:A 甲物体重力势能大；甲物体重力势能大；B 已物体重力势能大；已物体重力势能大；C 一样大；一样大；D 不能确定。不能确定。（A）3 3 沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同沿高度相同，坡度不同，粗糙程度也不同的斜面上拉同一物体到顶端，以下说法正的斜面上拉同一物体到顶端，以下说法正确的确的:A A 沿坡度小，长度大的斜面上升重力势能增沿坡度小，长度大的斜面上升重力势能
14、增加量大；加量大；B B 沿长度大，粗糙程度大的斜面上升重力势沿长度大，粗糙程度大的斜面上升重力势能增加量大能增加量大 C C 重力势能增加量一样多；重力势能增加量一样多；D D 无法确定无法确定（C）4、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、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物、重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功体做功B、相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重、相对于不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但这并不影响研究有关重力势能的问题力势能，但这并不影响研究有关重力势能的问题C、在同一高度将物体不论向何方向抛出，只要抛出、在同一高度将
15、物体不论向何方向抛出，只要抛出时的初速度大小相同，则落地时减少的重力势能必时的初速度大小相同，则落地时减少的重力势能必相等相等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 BC5 5、一质量为一质量为5kg的小球从的小球从5m高处下落高处下落,碰撞地面后弹起碰撞地面后弹起,每每次弹起的高度比下落高度低次弹起的高度比下落高度低1m,求求:小球从下落到停在地小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少面的过程中重力一共做了多少功功?重力势能如何变化，变化重力势能如何变化，变化多少？多少？(g=10m/s2)250J6.以以下下关关于于弹弹性性势势能能的的说说法
16、法正正确确的的是是（）A.形变的物体都具有弹性势能形变的物体都具有弹性势能.B.形形变变越越大大的的物物体体具具有有的的弹弹性性势势能能越大越大.C.形变的物体可能没有弹性势能形变的物体可能没有弹性势能.D.具具有有弹弹性性势势能能的的物物体体可可能能同同时时具具有重力势能有重力势能.CD一、重力做功的特点：一、重力做功的特点：与路径无关与路径无关，只与起点和终点的，只与起点和终点的高度差高度差有关有关二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。有关的能量。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四、重力势能是四、重力势能是相对相对的的，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一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面在的平面 作为零势能参考面。作为零势能参考面。五、弹性势能五、弹性势能