高中物理必修二课件-2.2 势能的改变2-鲁科版
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鲁科版高中物理必修2第2节《势能的改变》课件
3.如果物体在参考平面的上方，重力势能取什么值？ 表 示什么含义？若物体在参考平面的下方？
3.提示（1）正值；该位置的重力势能比在参考平面的势能大； （2）负值；该位置的重力势能比在参考平面的势能小；
4.选择不同的参考平面，物体的重力势能的值是否相同？ 任意两点之间的势能差相同吗？4.提示：不相同；相同
小结：重力势能具有“三个”性质
1.相对性：重力势能的大小与零势能参考平面的选择 有关。
2.系统性：重力势能是地球与物体组成系统所共有的。 3.绝对性：重力势能的变化量与零势能参考平面的选 择无关，没特别说明以地面为零势能参考平面。
针对训练1．下列关于重力势能的说法正确的是
(
)．
A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B．重力势能的大小是相对的
C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
解析：重力势能是由物体和地球的相对位置所决定的能，由地球
和物体所共有，所以A、B正确；由于重力势能的大小与零势能面 的选取有关，所以重力势能等于零不等于没有对外做功的本领， 所以 C 错误；只有选地面为零势能面时，地面上的物体重力势能 才为零，否则不为零，D错误．故A、B正确．
（1）同一高度释放两个小球 （2）钢球分别从不同的高度落下
（1）在沙盆上方同一高度释放两个 小球，钢球的质量大，小桌在沙里 深 些。(填“深”或“浅”) 面陷得_____ （2）让钢球分别从不同的高度落 下，钢球释放的位置越高，小桌在 深 。(填“深”或 沙中陷得越_____ “浅”)
质量 和所处的_____ 高度 2.大小：物体的重力势能的大小与物体的_____ 越大 有关，质量m越大，高度h越高，重力势能就_______ mgh ．(h为物体重心到参考面的高度) 3.公式：Ep＝______ 标量 （填“标量”或 4.标、矢性及单位：重力势能是 _____ 焦耳 ，符号是 ___ J 。 “矢量”）单位是_____ 5.参考平面：高度规定为零的水平面，任何物体在该平面上 为零 ．物体位于参考平面以上时，重力势能取 的重力势能都_____ 正 值，物体位于参考平面以下时，重力势能取_____ 负 值． _____ 6. 应用：打桩机、水力发电。
高中物理必修二教案-2.2 势能的改变-鲁科版
《势能的改变》教学设计年级：高一课题：<<势能的改变>>§2.2势能的改变一、教学目标:1.知识与技能（1）理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算。
（2）理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关。
（3）知道势能的相对性。
2.过程与方法用所学功的概念推导重力做功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程。
3.情感、态度与价值观渗透从对生活中有关物理现象的观察，得到物理结论的方法，激发和培养学生探索自然规律的兴趣。
二、教学重点、难点：重点：重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。
难点：势能的系统性和相对性。
三、教学方法：探究法、讲授法、讨论法四、教学手段：多媒体辅助教学五、课时：1课时六、教学过程：[新课导入](多媒体投影演示．引发学生有意注意，引导学生进入状态)（1）打桩机的重锤举高后从高处落下时，为什么能把水泥桩打进地里?（2）站在高处石头下面的人为什么感到害怕？师：从刚才的画面中，同学们想到了什么，从做功和能量转化的角度分析问。
由以上实例可以知道，物体处在一定高度时，就具有了一定的能量。
当它从所处的高度落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来。
师：问：物体由于位于高处而具有的能量是什么能量呢？生：在初中我们已经学过：物体由于位于高处而具有的能量叫重力势能。
师：那么重力势能的大小与什么有关？学生探究：（1）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉• • •（2）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉• • •师生分析：重力势能的大小与物体所处高度和质量有关[新课教学]（一）重力的功师：重力做功与什么因素有关呢？我们现在就通过几个例子来探究一下。
(多媒体展示教材上的图，让学生独立推导这几种情况下重力做的功)师：比较容易做的是哪一个问题？生：第一个和第二个问题。
师：为什么这两个问题容易研究呢？生：因为这两个问题中物体运动的路径是直线，所以在研究重力做功问题上比较容易研究。
鲁科版高中物理必修第二册精品课件 第1章 功和机械能 第4节 势能及其改变
(2)根据重力势能变化的定义求解,即ΔEp=Ep2-Ep1。
2.链条(绳索)模型特点
(1)粗细均匀、质量分布均匀的长直链条(绳索),其重心在长度的一半处。
(2)柔软链条(绳索)不以直线状(如折线状)放置时,应分段求重力势能再求
和。
(3)选取合理的零势能点,可以使计算更方便。
变式训练2如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、
(
)
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
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C重力做功mg(H-h)
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,从A到C的高度差是(H-h),故从
为20 kg,滑梯高2.5 m(g取10 m/s2)。
(1)小朋友从梯子底部爬上滑梯顶的过程中,重力势能
变化了多少?重力做了多少功?
(2)小朋友从滑梯顶滑下的过程中,重力势能变化了
多少?重力做了多少功?
(3)重力做功与重力势能的变化存在什么关系?
要点提示 (1)取地面为零势能面。小朋友从梯子底部爬上滑梯顶的过程中,
)
解析 选斜面顶端所在水平面为参考平面,则初位置软绳的重力势能
1
Ep1=-2mglsin θ,末位置软绳的重力势能 Ep2=-mg2,重力势能变化为
1
1
Ep2-Ep1=- mgl,软绳重力势能减少了 mgl,选项 C 正确。
4
4
答案 C
问题三
重力做功与重力势能的变化
【情境导引】
2.链条(绳索)模型特点
(1)粗细均匀、质量分布均匀的长直链条(绳索),其重心在长度的一半处。
(2)柔软链条(绳索)不以直线状(如折线状)放置时,应分段求重力势能再求
和。
(3)选取合理的零势能点,可以使计算更方便。
变式训练2如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、
(
)
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
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C重力做功mg(H-h)
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,从A到C的高度差是(H-h),故从
为20 kg,滑梯高2.5 m(g取10 m/s2)。
(1)小朋友从梯子底部爬上滑梯顶的过程中,重力势能
变化了多少?重力做了多少功?
(2)小朋友从滑梯顶滑下的过程中,重力势能变化了
多少?重力做了多少功?
(3)重力做功与重力势能的变化存在什么关系?
要点提示 (1)取地面为零势能面。小朋友从梯子底部爬上滑梯顶的过程中,
)
解析 选斜面顶端所在水平面为参考平面,则初位置软绳的重力势能
1
Ep1=-2mglsin θ,末位置软绳的重力势能 Ep2=-mg2,重力势能变化为
1
1
Ep2-Ep1=- mgl,软绳重力势能减少了 mgl,选项 C 正确。
4
4
答案 C
问题三
重力做功与重力势能的变化
【情境导引】
新鲁科版物理必修2同步课件：势能的改变
J。(g＝10 m/s2) 解析：1 s 内钢球下落 h＝12gt2＝12×10×12 m＝5 m，
则 WG＝mgh＝5×10×5 J＝250 J，
重力势能减少了 250 J，
此时钢球离地面的高度 h1＝h0－h＝(100－5)m＝95 m。 取地面为参考平面，1 s 末钢球的重力势能为 Ep1＝mgh1＝5×10×95 J＝4 750 J； 若选离地面 1 m 高处的水平面为参考平面，则 Ep2＝mgh2＝5×10×(95－1)J＝4 700 J； 若选自由下落的出发点所在水平面为参考平面，则 Ep3＝mgh3＝5×10×(－5) J＝－250 J。 答案：250 4 750 4 700 －250
弹性势能及其改变 1．弹性势能的产生及影响因素
2．弹性势能与弹力做功的关系 如图 2-2-5 所示，O 为弹簧的原长处。 (1)弹力做负功：如物体由 O 向 A 运动(压缩) 图 2-2-5 或者由 O 向 A′运动(伸长)时，弹性势能增大，其他形式的能转 化为弹性势能。 (2)弹力做正功：如物体由 A 向 O 运动或者由 A′向 O 运动 时，弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能。 (3)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹性势能的变化量总等 于弹力对外做功的负值，表达式为 W 弹＝－ΔEp。
一、重力势能 1．定义 物体处于一定的高度而具有的能。
2．公式 Ep＝ mgh。 3．单位 焦__耳__，符号 J 。
4．标矢性 重力势能是标 量，但有正负之分。 5．相对性 (1)参考平面：把高度规定为零的水平面。任何物体在该平 面上的重力势能为零。参考平面的选取是任意的，通常情况下选 取地面 为参考平面。 (2)相对性：物体的重力势能是相对的，它是相对于零势能 _参__考__平__面_而言的。 物体的重力势能可以取正、零、负值，其正、负不表示方向， 只表示物体位于参考平面的上方或下方 。
高一物理课件 2.2 势能的改变 1(鲁科版必修2)
势能的改变
2018/9/2
重力势能
EP=mgh M为物体的质量 H 为物体的相对高度 2 M→kg g→m/s h→m 2 EP→kg. m/s .m
2018/9/2
重力势能的相对性
H 为物体的相对高度,选择不同参 考系,相对高度不同,所以对应的 重力势能不同, 所以我们确定一个物体的重力势 能，必须先选定某一个水平面， 并把这个水平面高度定为零，且
2018/9/2
A
h1
零 势 能 参 考 面
B
h2
C
2018/9/2
重力做功与势能改变的关系
重力做功等于势能的改变 重力做功只与重力有关,与是否有其他力以及 其他力是否做功无关 WG=mg （H为初末位置高度差）也就是说重 力做功与路径无关
2018/9/2
弹性势能
物体因为发生弹性形变而具有的 能
弹性形变越大，弹性势能越大
弹力做正功弹性势能减小，弹力
2018/9/2
重力势能
EP=mgh M为物体的质量 H 为物体的相对高度 2 M→kg g→m/s h→m 2 EP→kg. m/s .m
2018/9/2
重力势能的相对性
H 为物体的相对高度,选择不同参 考系,相对高度不同,所以对应的 重力势能不同, 所以我们确定一个物体的重力势 能，必须先选定某一个水平面， 并把这个水平面高度定为零，且
2018/9/2
A
h1
零 势 能 参 考 面
B
h2
C
2018/9/2
重力做功与势能改变的关系
重力做功等于势能的改变 重力做功只与重力有关,与是否有其他力以及 其他力是否做功无关 WG=mg （H为初末位置高度差）也就是说重 力做功与路径无关
2018/9/2
弹性势能
物体因为发生弹性形变而具有的 能
弹性形变越大，弹性势能越大
弹力做正功弹性势能减小，弹力
2018-2019学年鲁科版必修2 势能的改变 课件 (共22张)
重力做功只与物体始末位置的高度差有关，与路径 无关。
课后练习
练习1、关于重力势能，下列说法正确的是( D ) (A)放在地面上的物体所具有的重力势能一定为零 (B)重力势能恒大于零 (C)重力势能的大小只由重物本身的质量决定
(D)将质量为m的物体匀速举高h，重力势能增加mgh
练习2、如图所示，物体分别沿不同的路径1和路径2从A运动到B，则（ C ） （A）沿路径1重力所做的功最大 （B）沿路径2重力所做的功最大 （C）沿路径1和路径2重力所做的功一样大 （D）条件不足，不能判定 2 1 A
3、选天花板为参考平面
桌子
１ｍ
h3= － 0.5m
EP3=mgh3=－ 10x10x0.5J=－50J
一、重力势能
1.定义：物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能 2.公式：
3.单位：焦耳(J)
EP mgh (h为物体重心到参考面的高度)
4.标矢性：重力势能是标量
5.重力势能具有相对性
(1)选择不同的参考面（零势能参考平面上方,h>0,重力势能是正值，表示该点位置 所具有的重力势能比参考面上所具有重力势能大。 (3)物体在参考平面下方,h<0,重力势能是负值，表示该点位置 所具有的重力势能比参考面上所具有重力势能小。
第2节：势能的改变 ——重力势能的改变
引出问题
运动的物体具有动能，处 于一定高度的物体有没有 能量？
花 盆 乎 ？ 炸 弹 乎 ？ ！
重力势能：物体处于一定的高度具有
的能量叫重 力势能。 用EP表示。
提出问题：影响重力势能的因素 有哪些呢？ 猜想与假设：
高度、 质量
设计实验验证
实验方法： 控制变量法
提出问题？？
合外力做的功可以使物体的动能发生变化， 那么什么力做功会使物体重力势能的发生变 化呢？
课后练习
练习1、关于重力势能，下列说法正确的是( D ) (A)放在地面上的物体所具有的重力势能一定为零 (B)重力势能恒大于零 (C)重力势能的大小只由重物本身的质量决定
(D)将质量为m的物体匀速举高h，重力势能增加mgh
练习2、如图所示，物体分别沿不同的路径1和路径2从A运动到B，则（ C ） （A）沿路径1重力所做的功最大 （B）沿路径2重力所做的功最大 （C）沿路径1和路径2重力所做的功一样大 （D）条件不足，不能判定 2 1 A
3、选天花板为参考平面
桌子
１ｍ
h3= － 0.5m
EP3=mgh3=－ 10x10x0.5J=－50J
一、重力势能
1.定义：物体处于一定的高度具有的能量叫重力势能 2.公式：
3.单位：焦耳(J)
EP mgh (h为物体重心到参考面的高度)
4.标矢性：重力势能是标量
5.重力势能具有相对性
(1)选择不同的参考面（零势能参考平面上方,h>0,重力势能是正值，表示该点位置 所具有的重力势能比参考面上所具有重力势能大。 (3)物体在参考平面下方,h<0,重力势能是负值，表示该点位置 所具有的重力势能比参考面上所具有重力势能小。
第2节：势能的改变 ——重力势能的改变
引出问题
运动的物体具有动能，处 于一定高度的物体有没有 能量？
花 盆 乎 ？ 炸 弹 乎 ？ ！
重力势能：物体处于一定的高度具有
的能量叫重 力势能。 用EP表示。
提出问题：影响重力势能的因素 有哪些呢？ 猜想与假设：
高度、 质量
设计实验验证
实验方法： 控制变量法
提出问题？？
合外力做的功可以使物体的动能发生变化， 那么什么力做功会使物体重力势能的发生变 化呢？
鲁科版高中物理必修2：势能的改变_课件1(3)
特点
只与初末位置的 高度差有关，与 路径及参考平面 的选取无关
与参考平面的选择有关， 同一位置的物体，选择 不同的参考平面会有不 同的重力势能值
过程量
状态量
联系
重力做功的过程是重力势能变化的过 程．重力做正功，重力势能减小，重力做 负功，重力势能增加；且重力做多少功， 重力势能就变化多少，即WG＝Ep1－Ep2
【答案】 AB
重力做功与重力势能改变的关系
【问题导思】 1．重力做功与路径有无关系？ 2．重力做功与重力势能改变有什么关系？
1．重力做功 (1)特点：重力对物体所做的功只与物体的初末位置有 关，与物体的运动路径无关，与物体是否受其他力无关，与 物体的运动状态无关． (2)公式：W＝mg(h1－h2)，(h1－h2)表示高度差．
3．探究交流
图 2－2－1 泰山抽水蓄能电站自投入运行以来，在缓解用电高峰电 力紧张方面取得了良好的社会和经济效益，抽水电站的工作 原理是：在用电低谷(如深夜)利用多余电能把水抽到高处(落 差几百米)蓄水池中，到用电高峰时，再利用高处水池中的水 发电，如图 2－2－1 所示：
泰山抽水蓄能电站上下游水面的落差为何修建的那么 高？
【答案】 2.0×105 J 重力势能减少 2.0×105 J
综合解题方略——链条类柔软物体重 力势能的变化 (2013·济南高一检测)如图 2－2－5 所示，在光 滑的桌面上有一根均匀柔软的质量为 m、长度为 l 的绳子， 绳子的 1/4 悬于桌面下，从绳子开始下滑至绳子刚好全部离 开桌面的过程中，重力对绳子做功为多少？绳子的重力势能 增量为多少？(桌面离地面高度大于 l)
J. 【答案】 (1)2.0×105 J (2)－2.0×105 J 增加 2.0×105 J
精选备课高中物理(鲁科版,必修2)课件：第2章 第2节 势能的改变
答案 B
自主学习
名师解疑
分类例析
重力做功与重力势能的变化
【典例 2】 吊车以g4的加速度将质量为 m 的物体匀减速地沿竖 直方向提升高度 h，则吊车钢索对物体的拉力做的功为多 少？物体克服重力做的功为多少？物体的重力势能变化了 多少？(不计空气阻力)
解析 设吊车钢索对物体的拉力为 F，吊车的加速度
是弹力做功的大小，则 W＝12kx·x＝12kx2. 弹簧弹力始终与位移方向相反，故弹簧弹
图2－2－2
力做负功，即 W 弹＝－21kx2. 外力克服弹力做的功等于弹簧弹性势能的增加量，所以
这一过程中弹性势能增加了Δ Ep＝12kx2.
自主学习
名师解疑
分类例析
结论：如果选弹簧的长度为原长时的端点为零势能
落到水平地板上，又弹回到1.25 m的高
度，如图2－2－3所示．求在整个过程
中，重力对小球所做的功是多少．(取g＝
10 m/s2)
图2－2－3
自主学习
名师解疑
分类例析
解析 法一 法二 答案 0.55 J
自主学习
名师解疑
分类例析
借题发挥 求解重力做功的方法 (1)公式法：利用WG＝mgh求解(h为初、末位置的高度差)． (2)转化法：利用WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp，转化为对重力势能 变化的求解． (3)整体法、隔离法、等效法等，常用于求物体系统或液体的 重力做功．
点，则弹簧弹性势能的表达式为 Ep＝12kx2，即弹簧的弹 性势能由其形变量 x 和劲度系数 k 共同决定． 温馨提示 公式 Ep＝12kx2 中，x 为弹簧的形变量，而不是弹 簧的长度，同一弹簧压缩或伸长相同长度时，弹性势能相等.
自主学习
名师解疑
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进入水中后因受到水的阻力F而做减速运动，那么在他减速下降高度为h的
过程中（g为当地的重力加速度），下列说法正确的是 （ BC）
A.他的动能改变了Fh
B.他的动能改变了（mg—F）h
C.他的重力势能改变了mgh
D. 他进水前的重力势能是mgh
课下讨论与交流 如图所示，物体从A点出发，分别沿光滑斜面下滑和水平抛
B h2=0.4m
关系： WG＝EP2－EP1＝－△EP
二、重力做功与重力势能的关系
即：WG＝EP2－EP1＝－△EP
重力做了多少功，重力势能就改变了多少 其中“—”表示的物理意义是： ①重力做正功，重力势能减少 ②重力做负功，重力势能增加
针对训练2
在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员
第2节 势能的改变
蓬松的、宁静的雪山美景，会 给人以恬静、美丽的感觉。
然而雪崩爆发时，以排山倒 海之势，摧毁沿途的一切， 给人类、自然界带来灾难。
雪崩视频
一、重力势能
1.定义：物体处于一定的 _高__度__而具有的能．（用字母Ep 表示） 问题：物体重力势能的大小与哪些因素有关？ 迷你实验室------探究影响重力势能的因素
参考平面 重力势能
落到桌面势能 的改变量
地面
24J —8J
桌面 8势能的说法正确的是 ( AB )． A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的 B．重力势能的大小是相对的 C．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零
讨论与思考：如图所示，质量为1kg的小球从距离地面h1=1.6m的A 点做自由落体运动到距离地面h2=0.4m的B点，则在下落的过程中重 力势能改变了多少？重力做功是多少？二者存在什么关系？把结果
填入下表。(g取10m/s2)
重力势能的改变△EP 重力做的功WG
—12J
12J
mA
h1=1.6m m
6、应用：打桩模型等
讨论与思考：如图所示，桌面距地面0.8 m，一物体质量为2 kg，放在距桌面 0.4 m 的支架上. （1）以地面为参考平面，计算物体具有的重力势能，并计 算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少？（g取10m/s2) （2）以桌面为参考平面，计算物体具有的重力势能， 并计算物体由支架下落到桌面的过程中，重力势能减少了多少？ 把计算结果填入下列表格。(g取10m/s2)
2.结论：物体的重力势能的大小与物体的_质__量__和所处的__高__度_有 关，质量m越大，高度h越高，重力势能就____越__大_
3.公式：Ep＝__m__g_h_．
4.标、矢性及单位：重力势能是 _标__量__（填“标量”或“ 矢量”）单位是___焦__耳，符号是 ___J。
5.零势能参考平面：高度规定为零的水平面，任何物体在该平面上 的重力势能都_为__零__．物体位于参考平面以上时，重力势能取__正___ 值，物体位于参考平面以下时，重力势能取__负___值．
出到达同一位置。不及空气阻力，重力所做的功相同吗？你认为 重力做功与物体运动的路径有关吗？为什么？请课下与其他同学 讨论交流。
第2节 势能的改变
一、重力势能：
E p = mgh （与零势能参考面有关）
二、重力做功与重力势能的关系：
WG＝EP2－EP1＝－△EP
三、重力做功特点： 课后讨论与交流
谢谢观赏！
准备两个材料不同的小球，一个钢球，一个铝球，一个小桌，一盆细沙等。
(1)在沙盘上方同一高度释放不同的小球，注意观察实验现象
(2)在沙盘上方不同高度释放相同的小球，注意观察实验现象
实验现象
（：1）在沙盆上方同一高度释放两个小球，钢球的质量大，在沙里 面陷得__深___些。(填“深”或“浅”) （2）让钢球分别从不同的高度落下，钢球释放的位置越高，在 沙中陷得越__深___ 。(填“深”或“浅”)