2021高中物理人教版必修二课件：第七章 第4节 重力势能
人教版高中物理必修二第七章第四节 重力势能 课件(共15张PPT)
A
h
h1
B
h2
WG=mgh
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
物体沿斜线运动 从 A 到 C
A
θ
L
h
h1
h2
WG=mgLcos θ
C
=mgh
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
物体沿曲线运动
A Δh1 Δh2 Δh3
h1 h
从A到C
A
△h 1
θ
L
C
h2
W1=mglcosθ1=mg △h 1
处高度的乘积。 Ep=mgh
2.单位：国际单位制中，焦耳(J)。 1J=1kg．m.s-2 .m=1N.m
3.重力势能是标量，状态量。
4.重力势能的变化 ΔEP=mgh2-mgh1
WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2
重力做的功等于重力势能的减少量
即 WG =EP1 - EP2 = －ΔEP
在参考面下方的物体的高度是负值， 重力势能也是负值。
势能是状态量、标量．+、–表示大小．
参考平面的选取是任意的 .
17
重力势能属于物体和地球组成的系统 .
必须指出的是，重力势能跟重力做功密切 相关，而重力是地球与物体之间的相互作用力。 也就是说，倘若没有地球，就谈不上重力。所 以，严格说来，重力势能是地球与物体所组成 的这个物体“系统”所共有的，而不是地球上 的物体单独具有的。
h1 桌面 6J
-4J
10J
-10J
地面 10J
0
10J
-10J
h2 选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
B
对一个确定的过程，WG和△EP与参考面的选择无
人教版高中物理必修二 第七章第4节 重力势能 课件(共18张PPT)
WG = －ΔEp
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重力势能的相对性
高度是相对的，所以重力势能也是相对的
注意: 1.计算重力势能之前需要先选定参考平面
【此平面为h=0,零势能面】
在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值； 在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。
2.重力势能是标量．+、–表示大小．
3. 参考平面的选取是任意的 .通常选地面为参考平面
的数值不同。
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对一个确定的过
程，WG和△EP与参 考面的选择无关.
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物体的高度发生变化时，重力 要做功：物体被举高时，重力做 负功；物体下降时，重力做正功。
新人教版物理必修二：7.4《重力势能》ppt课件
(2)两种情况．
1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月上午10时12分21.11.310:12November 3, 2 021 7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021年11月3日星期三10时12分27秒10:12:273 November 2021 8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。上午10时12分27秒上午10时12分10:12:2721.11.3
二、对重力势能的理解及计算 1．相对性：Ep＝mgh中的h是物体重心相对参考平面的高
度．参考平面选择不同，则物体的高度h不同，重力势能 的大小也就不同． 2．系统性：重力是地球与物体相互吸引产生的，所以重力势 能是物体和地球组成的系统共有，平时所说的“物体”的重 力势能只是一种简化说法． 3．重力势能是标量：负的重力势能只是表示物体的重力势能 比在参考平面上时具有的重力势能要少，这跟用正负表示 温度高低是一样的．
－1所示，则下列说法正确的是( )
A．从A到B的曲线轨迹长度不知道， 无法求出此过程中重力做的功
图7－4－1
B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力
做的功
C．从A到B重力做功mg(H＋h)
D．从A到B重力做功mgH
答案 D
解析 重力做功与物体的运动路径无关，只与初末状态物体 的高度差有关，从A到B的高度是H，故从A到B重力做功 mgH，D正确．
新人教版物理 必修二 第七章 第4节 重力势能 课件 (共33张PPT)
只跟物体运动的始末位置有关，重力所做的功等 于物体始、末位置的重力势能之差。 • 4、重力势能是地球和地面上的物体共同具有的， 一个物体的重力势能的大小与参考平面的选取有 关。
作业
再见！
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/172021/3/17Wednesday, March 17, 2021
此在表达重力势能时，要指明势能零点的 位置。
Ep的正负：有大小的含义 Ep为正，表明物体在参考平面
上方； Ep为负，表明物体在参考平 面下方
参考面2 m = 1kg h1 = 1m g = 10m/s2
2m 参考面1
2、如图所示，物体质量为2千克，A点离地面1.2米，B点离 地面0.8米，物体沿曲面下滑直至落在地面C处。 （1）选地面为参考平面，求物体在A、B、C三点时具有的重 力势能各是多少？ A与B，B与C的势能差是多少？ （2）选桌面为参考平面，再求物体在A、B、C三点时具 有的重力势能各是多少？A与B，B与C的势能差是多少？ （g 取10米/秒2）
• 重力势能的单位： J • 重力势能是标量。是状态量. • 重力势能是物体和地球共有
练习:
• 一物体质量为5kg放在水平桌面上, 桌面高度为4m,求该物体具有的重 力势能?
重力势能的相对性
• 请学生分别写出以桌面和地面为零点的 小球的重力势能
• Ep1＝mgh1，Ep2＝mg(h1+h2) • 可以看出，结果是与零点选取有关的，因
一个质量为m的物体从距地高为h1的A点 下落到距地高为h2的B点,求重力做的功
人教版高一物理必修二第七章：7.4 重力势能 16张PPT
思考：重力势能中的高度如何确定呢？
探究：例题
如图有一个质量2kg的小球从桌面以上高h1=1.2m的A点落 到地面上的B点，桌面的高为h2=0.8m。请按要求填写下 表 (g=10m/s2)。
A h1
h2 B
参考 平面
桌面
小球在A 小球在B A→B下落 点重力势 点重力 过程小球
能EpA 势能EpB 重力做功 WG
24J －16J
A→B下落 过程小球 重力势能 变化ΔEp
地面 40J
0J
重力势能中的高度如何确定？
1、关键是参考平面的选择。 选择不同的参考面，物体具有的重力势能不同。
（相对性） 2、重力势能的正负 对选定的参考平面而言，上方的物体高度为正，
重力势能也是正值；下方物体的高度为负， 重力势能也是负值。
Δh
W1=?
W2=?
W3=?
思考：请计算三种情况下重力做的功分别是多少？
二、 理论探究 把握规律
重力做功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体 运动的路径无关。
➢表达式： WG =mgh1－mgh2
“mgh”
知识点：重力势能
1、定义：物体的重力势能等于它所受的
重力与所处高度的乘积.
2、公式： EP＝mgh
2、当物体由低处向高处运动时：
重力做 负 功，重力势能 。增加
结论：重力做功与重力势能的变化关系：WG= －ΔEp
（重力做的功等于重力势能的减少）
练一练：
质量是50kg的人沿着长L=150m、倾角为30°的坡路 匀速土丘，重了多少？（g取10m/s2）
A h1
h2 B
参考 平面
桌面
新人教版物理必修二7.4 重力势能 课件 (共24张PPT)
WG mghmg1hmg2h
看起来，物体所受的重力 mg与它 所处位置的高度h 乘积“mgh”， 是一个具有特殊意义的物理量
我们如何理解这 句话
8
二、重力势能：物体的重力势能等 于它的重力与所处的高度的乘积．
1、表达式 ： Ep = mgh
2、单位：国际单位制中的单位是 焦耳（J）
重力势能与什么因素有关?你能否列 举生活中的实例加以说明?
h1 h
Δh2 Δh3
法…吗…？………………
WW 1W 2W 3
W m h 1 g m h 2 g m h 3 g
B
h2
m( g h 1 h2 h 3 )
mgh
mg1hmg2h
mA
mA
m
A
θ
Байду номын сангаас
h h1
h
h1
B
h2
h2
h1 h
B
B
h2
wG mgh mgh1mgh2
结论：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，而跟物体运动的路径无关。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
新人教版高中物理必修二 74重力势能 课件 (共12张PPT)
地面为参考平面。
3、重力势能的变化与参考平面的选取无关。
4、系统性：重力势能是“地球和物体”组成的系统共有的。
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3
h2
WG=mgLcos θ
C
=mgh
=mg(h1－h2) =mgh1－mgh2
物体沿曲线运动 从 A 到 C
A
Δห้องสมุดไป่ตู้1
Δh2
Δh3 h1 h
△h 1
A
θ
L
C
h2
W1=mglcosθ1=mg △h 1
W=W1+W2+W3+ ……
W=mg △h 1+ mg △h 2 + mg △h 3 +……
【课件1】第七章第4节 重力势能
2.重力做功与重力势能的变化关系 重力势能的变化只取决于物体的重力所做功的情况，且 重力做的功等于重力势能的减少，即WG＝Ep1－Ep2，与物体 除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其
他力做功等因素均无关．
重力做功实现了重力势能的改变过程，重力做功量度了 重力势能改变的多少．
【特别提醒】重力做功的数值与重力势能的减少数值相 等，即WG＝mgh＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.其中，ΔEp为重力势能 变化量(即重力势能增量)．
答案：A
误区：不理解重力做功与重力势能关系导致错误 【典型例题】 升降机中有一质量为m的物体，当升降机
以加速度a匀加速上升高度h时，物体增加的重力势能为
A．mgh C．mah B．mgh＋mah D．mgh－mah
【尝试解答】重力势能的改变量只与物体重力做功有 关，而与其他力的功无关．物体上升h过程中，物体克服重
G 1 2
②当物体由低处运动到高处时，重力做负功， 重力势能增大 做 ，即WG＜0，Ep1＜Ep2.重力做负功也叫 克服重力做功 ．
三、重力势能的相对性和系统性 1．相对性：重力势能总是相对选定的 参考平面 而 言 的．(该平面常称为零势面) 2．系统性：重力势能是 地球和物体 所组成的系统所共
有的．
(4)利用重力做功和重力势能改变的关系求解．
【针对训练】 2.如图所示，质量为m的小球，从离桌面 H高处由静止下落，桌面离地高度为h.若以桌面为参考平 面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变
化分别是(
A．mgh B．mgh
)
减少mg(H－h) 增加mg(H＋h) 增加mg(H－h) 减少mg(H＋h)
第四节
重力势能
1．认识重力做功与路径无关的特点．
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04重力势能
题型1ꢀꢀ重力的功
1.[山东师范大学附中2019高一下月考]如图所示，质量为m的小球从高度为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达高为ꢀꢀ的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(ꢀBꢀ)
解析
2．[江西上饶玉山一中2019高一下期中]如图所示，质量关系为m>m>m的三个小球分别沿三条不
123
同的轨道1、2、3由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、3是光滑的，轨道2是粗糙的，重力对小球做功分别为W、W、W，则下列判断正确的是(ꢀꢀD)
123
A．W>W＝WꢀꢀB．W＝W>W
123132
C．W＝W＝WꢀꢀD．W>W>W
123123
解析
重力做功W＝mgh，h相等，由于m>m>m，所以W>W>W，故D正确．
123123
题型2ꢀꢀ重力势能的理解与计算
3．[江西南昌七校2019高一下期末]关于重力势能，下列说法中正确的是(ꢀꢀ)D
A．重力势能的大小只由物体本身决定
B．重力势能恒大于零
C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
D．重力势能是物体和地球所共有的
解析
重力势能取决于物体的重力和所处的高度，故A错误．重力势能的大小与零势能面的选取有关，若物体在零势能面下方，则重力势能为负值，故B错误．重力势能的大小与零势能面的选取有关，若选取地面以上为零势能面，则地面上的物体的重力势能为负；若选地面以下为零势能面，则地面上的物体的重力势能为正．故C错误．重力势能是物体和地球共有的，故D正确．
AC
4．(多选)下列关于物体重力势能的说法正确的是(ꢀꢀ)
A．物体的重力势能增大，该物体一定克服重力做功
B．物体的重力势能减小，该物体一定克服重力做功
C．重力势能为负值说明物体在零势能参考平面以下
D．重力势能为负值说明物体在零势能参考平面以上
解析
重力做正功时，物体的重力势能减小，物体克服重力做功，物体的重力势能增大，故A正确，B 错误；规定零势能参考平面后，物体在参考平面以上，则物体的重力势能为正值，物体在参考平面以下，则重力势能为负值，故C正确，D错误．
题型3ꢀ重力做功与重力势能的关系
5．[四川棠湖中学2019高一下月考]质量为m的小球在桌面上方离桌面h高处由静止自由下落至水平地面，已知桌面离地面的高度为H，重力加速度为g，下列说法正确的是(ꢀꢀ)D
A．小球运动至桌面高度处的重力势能一定为mgh
B．小球从静止下落至桌面高度处过程中，重力势能增加了mgh
C．小球从静止下落至水平地面过程中，重力势能可能不变
D．小球从桌面高度处下落至水平地面过程中，重力做功为mgH
解析
若以地面为参考面，小球运动至桌面高度处的重力势能为mgH，若以桌面为参考面，小球运动至桌
面高度处的重力势能为0，故A错误；小球从静止下落至桌面高度处过程中，重力势能减小了mgh，
故B错误；小球从静止下落至水平地面过程中，重力势能减小了mg(h＋H)，故C错误；小球从桌面高
度处下落至水平地面过程中，下落高度为H，重力做功为mgH，故D正确．
6．物体做自由落体运动，E p表示重力势能，h表示下落的距离，以水平地面为零势能面，下列图像中能正确反映E
p
和h之间关系的是(ꢀꢀB)
解析
设初始位置高度为H，由重力势能公式得E
p ＝mg(H－h)＝mgH－mgh，由数学知识可知重力势能与h的关
系图像为斜向下的直线，故B正确．
7．如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个向下的速度使小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动并经过C点，若已知OD＝ꢀꢀꢀ，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做的功为多少？
mgl/3ꢀmgl/3
解析
题型4ꢀ匀质直杆与细链的重力势能
8．[山东青岛2018高一上期末]如图所示，质量为60ꢀkg的某运动员在水平地面上做俯卧撑运动，运动过程中可将他的身体视为一根直棒，已知重心在C点，过C点作地面的垂线，该垂线与脚及两手连线中点间的距离OA、OB分别为1.0ꢀm和0.60ꢀm，若他在1ꢀmin内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4ꢀm，g
Cꢀ
取10ꢀm/s2，则运动员1ꢀmin内克服重力做功约为(ꢀꢀ)
A．150ꢀJꢀꢀB．204ꢀJꢀꢀC．4ꢀ500ꢀJꢀꢀD．7ꢀ200ꢀJ
解析
9．[福建漳州四中2018高一下期中]如图所示，一质量为m且质量分布均匀的细链条长为L，置于光滑水平桌面上，现在用手按住链条一端，使其长为的部分垂在桌面下(桌面高度大于链条长度，取桌面为零势能面)，则链条的重力势能为(ꢀDꢀ)
解析。