1、,重力势能,1重力做的功:,路径,mgh1mgh2,负,正,(1)特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的_无关。(2)表达式:WG_(其中 h1、h2 分别表示物体的起点和终点的高度)或写成 Wmgh(h 为物体始末位置的高度差)。(3)重力做功的正负:物体被举高时,重力做_功;物体下降时,重力做_功。,自主学习,重力,高度,mgh,焦耳,J,Ep1Ep2,2重力势能:(1)定义:物体由于高度而具有的能量叫重力势能。它等于物体所受_与所处_的乘积。(2)表达式:Ep_,h 为物体所处的高度,单位和功的单位相同,都是_,符号为_。(3)与重力做功的关系:WG
2、_。,3重力势能的特点:(1)相对性:物体的重力势能总是相对于参考平面而言,在参考平面,上重力势能为零。,改变,正,负,地球,参考平面不同,物体的重力势能不同,一般选地面为参考平面。重力势能的差值不随参考平面的不同而_。参考平面上方的物体的重力势能为_值,下方为_值。(2)势能是系统所共有的:重力势能为物体与_所组成的系统共有的。,4关于重力势能,下列说法中正确的是(,),D,A物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定B物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大C一个物体的重力势能从-5 J 变化到-3 J,重力势能减少了D重力势能的减少量等于重力对物体所做的功解析: 物体的重力势能
3、的大小跟零势能面的选取有关。当物体在零势能面上方时,重力势能为正值;当物体在零势能面下方时,重力势能为负值。,知识点,重力势能,1如图 甲所示,高处有一块巨大的石头摇摇欲坠,在它的下面你可能会感到胆怯这是因为_,当它下落时会_,可能对你造成伤害物体由于位于高处而具有的能叫做_。,被举高的物体具有势能,对外做功,重力势能,课堂探究,甲,乙,丙,2设想你要从某座高楼的第 17 层下到第 8 层,你可以乘电梯下,也可以沿楼梯走下,如图乙所示两种方式下楼,重,力对你做的功_(填“相等”或“不相等”)。,相等,3物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的,这个水平面叫做_。在如图丙所示的情景中,若以井中水
4、面为参考平面,则地面上物体的重力势能为_,井底物体的重力势能为_(填“正值”或“负值”)。,参考平面,正值,负值,1重力做的功:,(1)重力的功与路径无关,只与它的起点和终点的位置有关。,(2)计算式:WGmgh1mgh22重力势能的理解:,(1)表达式:Epmgh,即物体的重力势能等于它所受重力,的大小与所处高度的乘积。,(2)单位:焦耳,简称焦,符号为 J。,重点归纳,(3)重力势能的“四性”:,系统性:重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有,的能量,不是地球上的物体独有的。,相对性:重力势能 Epmgh 与参考平面的选择有关,式中的 h 是物体的重心到参考平面的高度。重力势能是标量,只
5、有大小而无方向,但有正负之分,当物体在参考平面之上时,重力势能为正值;当物体在参考平面之下时,重力势能为负值。,参考平面选择的任意性:视处理问题的方便而定,一般可选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能点。重力势能变化的绝对性:物体从一个位置到另一个位置的过程中,重力势能的变化与参考平面的选取无关,它的变化是绝对的。,3重力做功与重力势能变化的关系:重力对物体所做的功,,等于物体重力势能变化量的负值,即 WGEp。,(1)重力对物体做多少正功,物体的重力势能就减少多少。(2)重力对物体做多少负功,物体的重力势能就增加多少。,【例题】(双选)大型拱桥的拱高为 h,弧长为 L,如图 所示,质量为
6、 m 的汽车在以不变的速率 v 由 A 点运动到 B,点的过程中,以下说法正确的是(,),A汽车的重力势能不变,重力始终不做功B汽车的重力势能的增量为零,重力做的总功等于零,C汽车的重力势能先增加后减少,总的变化量为零,重,力先做正功,后做负功,总功为零,D汽车的重力势能先增加后减少,上坡时重力做负功,,下坡时做正功,总功为零,解析:汽车由 A 到 B 的过程中,高度先增大后减小,故重力先做负功后做正功,重力势能先增加后减少;汽车最终回到原来的高度,初末位置高度差为零,故重力做功为零,重力势能的变化量为零。,答案:BD,【触类旁通】1小球从 O 点沿曲线滑至 C 点,滑行路程为 l,如图所示。
7、图中各点对应的高度分别为 hO0、hA、hB 和 hC,,则重力对小球做的功为(,),C,AmghACmghC,BmghBDmgl,解析:小球在重力方向的有效位移为 hOhChC,因此重力做功为mghC,2如图 所示,桌面高为 h,质量为 m 的小球从离桌面高 H 处自由落下,不计空气阻力,假设桌面处的重力势能,),A,为零,则小球落到地面前瞬间的重力势能为(AmghBmg(Hh)CmgHDmg(Hh),3质量为 3 kg 的物体放在高 4 m 的平台上, 取 g10 m/s2。,求:,(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少?(2)物体相对于地面的重力势能是多少?,(3)物体从平台落到地面上,重力势能变化了多少?重力做,的功是多少?,解: (1)相对于平台表面 h0,故 Epmgh0。(2)相对于地面,物体的重力势能为Epmgh3104 J120 J,(3)物体从平台表面下落到地面上,以平台为参考面,有Ep10,Ep2mgh310(4) J120 J故EpEp2Ep1120 J,重力势能减少了 120 J,重力做的功为WGEp120 J,