高中物理第七章机械能守恒定律4重力势能课件新人教版
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物理人教版必修2：第七章 4.重力势能
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
重力 高度 物体所受________与所处________的乘积．
mgh (2)表达式：Ep＝________，h 为物体所处的高度，单位和
J 焦耳 功的单位相同，都是________，符号为________．
Ep1－Ep2 (3)与重力做功的关系：WG＝______________.
负值 的重力势能为________(填“正值”或“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：WG＝mgh1－mgh2.
2．重力势能的理解：
(1)表达式：Ep＝mgh，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.
解：(1)相对于平台表面 h＝0，故 Ep＝mgh＝0.
(2)相对于地面，物体的重力势能为
Ep＝mgh＝3×10×4 J＝120 J .
(3)物体从平台表面下落到地面上，以平台为参考面，有
Ep1＝0 Ep2＝mgh＝3பைடு நூலகம்10×(－4) J＝－120 J
故ΔEp＝Ep2－Ep1＝－120 J
重力势能减少了 120 J，重力做的功为
3．重力势能的特点： (1)相对性： ①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． ②参考平面不同，物体的重力势能不同，一般选地面为参 改变 考平面．重力势能的差值不随参考平面的不同而________． 正 ③参考平面上方的物体的重力势能为________值，下方为
负 ________值．
地球 (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．
高一物理必修二7.4重力势能课件
重力做功与重力势能变化关系
WG = mgh1 - mgh2 = Ep1 - Ep2
重力做的功等于重力势能的减少量 WG =
－ΔEp
如果重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等 于重力对物体做的功 如果重力做负功，重力势能增加，增加的重力势能等 于物体克服重力做的功 讨论：重力势能为零的物体是不是就没有重力势能？
五、势能是系统能。指系统所有。
A．沿坡度小的斜面运动时物体克服重力做功 多 B．沿坡度大，粗糙程度大的斜面运动时物体 克服重力做功多 C．沿坡度小，粗糙程度大的斜面运动时物体 克服重力做功多 D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做 功相同，物体增加的重力势能也相同
重力势能
1.定义：物体的重力势能等于它所受重力 与所处高度的乘积。 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
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/s2)
参考 平面
A h1 桌面 地面 h2
小球在 A点重 力势能
小球在 下落过程 B点重 小球重力 力势能 做功
下落过程 小球重力 势能变化
6J 10J
-4J
0
10J 10J
第七章
机械能守恒定律
7.2
重力势能
Байду номын сангаас
高一物理
明龙
导入明标：
•（1）认识重力做功与路径无关的特 点； •（2）理解重力势能的概念，会用重 力势能的定义进行计算； •（3）理解重力势能的变化和重力做 功的关系； •（4）知道重力势能的相对性和系统 性。
人教版高一物理必修二7.8《机械能守恒定律》课件(共33张ppt)
m A v= 10m/s h=10m
E=Ek+Ep =300J
2020/5/16
7
探究二：机械能之间的互相转化
2020/5/16
8
极 限 运 动 蹦 极
2020/5/16
9
08
奥 运 蹦 床 冠 军 何 雯 娜
2020/5/16
10
二、机械能之间可以互相转化
1、重力势能和动能之间可以互相转化
为L，最大偏角为θ。 L
小球运动到最底位
置时的速度是多大？ F
A
L·cosθ C
L Lcos
L(1 cos )
h
G
O
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L cos
解： 以最低点为零势能面
A
最高点的A机械能为 E1 mgL(1 cos )
C h
O
最低点的O机械能为
E2
1 2
mv
2
L(1 cos )
只有重力做功，机 械能守恒，得：
mgh1
1 2
mv12
mgh2
1 2
mv22
守恒式
注意零势面选取
（2）物体（或系统）减少的势能等于物 体（或系统） 增加的动能
EP减 EK增
转化式
关注初、末状态动能和 势能的变化量
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3、机械能守恒定律成立条件的理解
(1)系统内，只有重力和弹簧弹力做 功.（除重力和弹簧弹力以外的力不做 功或做功的代数和为零）
WG
1 2
mv22
1 2
mv12
由重力做功与重 力势能的关系得
WG mgh1 mgh2
由以上两式得
人教版必修2 第7章 4.重力势能 课件(51张)
CD [重力势能的表达式为 Ep＝mgh，与高度也有关，故 A 错 误；高度具有相对性，重力势能也有相对性；我们规定当物体位于 参考平面下方时，重力势能为负值，故 B 错误；重力势能离不开重 力，重力离不开地球，故重力势能是物体与地球系统所共有的，故 C 正确；重力势能的大小与零势能面的选取有关，并不一定以地面为 参考平面，故地面上的物体重力势能不一定为零，故 D 正确．]
A [重力对物体做正功，物体的重力势能减少，重力对物体不 做功，物体的重力势能不变，但不一定等于零，选项 A 正确，而选 项 C 错误；物体克服重力做功，物体的重力势能增加，但与重力势 能的正负无关，选项 B、D 均错误．]
合作探究 攻重难
对重力势能的理解
1．重力势能的三个性质 (1)重力势能的相对性 选取不同的水平面作为参考平面，其重力势能具有不同的数值， 即重力势能的大小与参考平面的选取有关．
2．重力势能的正负
重力势能是标量，其数值可正可负可为零，表示的是相对大小， 如图所示．
物体在 A、B、C 三点重力势能的正负如下表所示．
参考平面
EpA
EpB
EpC
地面
正值
正值
零
桌面
正值
零
负值
A 处平面
零
负值
负值
【例 1】 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( )
重力做功与重力势能的关系
重力做功
重力势能
由物体与地球的相互作用产生，且 物理意义 重力对物体做功
由它们之间的相对位置决定的能
表达式
WG＝mgΔh
高中物理 必修二 7-4重力势能
重力做功
重力势能
比较项目
课
堂 互 动 探 究
由于物体与地球的相互作
课
重力对物体
时
物理意义
用，且由它们之间的相对
所做的功
作 业
位置所决定的能
第七章 4 第31页
概念
主
干 知
比较项目
识
梳
表达式
理
重力做功 WG＝G·x＝mgΔh
重力势能 Ep＝mgh
学 科 素 养 提 升
影响大小 重力和初、末位置的 重力和相对于参考平面
课
的因素
高度差
的高度 h
(1)取地面为参考平面，求抛出 0.4 s 时间内，初态与末态的
课
堂 互
重力势能之差；
动
探 究
(2)若取平台为参考平面，求抛出 0.4 s 时间内，初态与末态
课 时 作 业
的重力势能之差．(取 g＝10 m/s2)
[答案] (1)16 J (2)16 J
第七章 4 第29页
主
[解析] 抛出 0.4 s，物体的下落距离 h＝12gt2＝12×10×0.42 m
干
知 识
＝0.8 m，此时物体离地面的高度
h2＝h1－h＝9.2 m.
梳
理
(1)以地面为参考平面时，刚抛出时物体的重力势能 Ep1＝
学 科 素 养 提 升
课 mgh1＝200 J，抛出 0.4 s 时的重力势能 Ep2＝mgh2＝184 J．则初
堂 互
态与末态的重力势能之差 ΔEp＝Ep1－Ep2＝16 J.
其负号不表示方向，只表示物体在参考平面下方．
第七章 4 第26页
2．若不选择参考平面，能确定物体的重力势能吗？
[人教版]教材高中物理《重力势能》PPT全文课件
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甲 物体竖直 向下运动
乙 物体沿斜 面向下运动
丙 物体沿曲 面向下运动
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1.物体从位置A竖直向下运动到位置B,如图甲所示,重力做 功是多少? 答案:从A→B,重力做功为WG=mgΔh=mgh1-mgh2.
知识点一 重力做的功 1.小朋友们正在兴高采烈地玩滑梯,如图所示.请思考以下问题:
小明分别沿不同的路径从滑梯上端滑到 下端,重力做的功是否相同?重力做功是 多少?已知小明的质量为m力做功W=mgh.
2.重力做功的特点. 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 路径 无关.
知识点二 重力势能
1. 一个物体能够对外做功,就说这个物体具有能量.小球从离 地面一定高度处落下,砸在地面上留下一个小坑,这说明什么? 答案:说明位于高处的物体具有能量. 2.质量相同的小球从不同高度处由静止落下,在相同的地 面上留下的小坑的深浅一样吗?质量不同的小球从同一高 度处由静止落下,在相同的地面上留下的小坑的深浅一样 吗?这个能量与哪些因素有关呢? 答案:质量相同时,高度越高,砸在地面上留下的小坑越深,说 明小球具有的能量越大;高度相同时,小球质量越大,砸在地 面上留下的小坑越深,说明小球具有的能量越大.这个能量与 高度和物体的重力有关,这个能量就是重力势能.
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探究一 重力做的功与重力势能 问题情境
质量为m的物体,从距离地面高度为h1的位置A,分别沿 不同的路径,运动到距离地面高度为h2的位置,如图所示.
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机械能守恒定律【公开课教学PPT课件】高中物理
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目录
新课导入
动能和势能 的相互转化
机械能概念 科学探究 机械能守
恒定律 学以致用 小结与作业
第七章 机械能守恒定律
高中物理必修2
【科学探究——实验验证】
实验原理：
思考：如何测小球的速度？
光源
遮光片
v0=?
d v1 t
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动能和势能 的相互转化
【动能和势能的相互转化】
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动能和势能 的相互转化
机械能概念
科学探究 机械能守
恒定律 学以致用
小结与作业
分析撑杆 跳高中的 人和杆的 能量怎么 转化的。
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机械能概念 科学探究 机械能守
恒定律 学以致用 小结与作业
第七章 机械能守恒定律
【机械能概念】
高中物理必修2
遮光时间。
5、根据记录的数据，计算小球在A点 及在最低点时的机械能，并比较
是否相等。
实验数据（打开Excel表）
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动能和势能 的相互转化
机械能概念 科学探究 机械能守
恒定律 学以致用 小结与作业
第七章 机械能守恒定律
高中物理必修2
【科学探究——实验验证】
实验结论：小球在A点的机械能与在O点的机械能 相等
高中物理必修2
【学以致用】
分析下列实例中的物体机械能是否守恒
v
在空中匀速 下落的跳伞 运动员
光滑水平面上运 抛出的篮球 动的小球，把弹 在空中运动 簧压缩后又被弹 （不计阻力） 回来。
高中物理 第七章 机械能守恒定律4课件 新人教版必修2
一、动能和势能的相互转化
探究一： 探究一：机械能中动能和势能能否相互转化
力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程， 力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程，物体的动能和势 能总和称为机械能。 能总和称为机械能。
（1）同学们举出生活中的例子，说明动能和势能的相互转化 同学们举出生活中的例子，
点速度v 高度h 点时速度为v 的A点速度 1，高度 2的B点时速度为 2，不计空气阻 点速度 点时速度为 分析A、 两位置的机械能的关系 两位置的机械能的关系。 力，分析 、B两位置的机械能的关系。
由动能定理
WG= 22/2- 12/2= EK2- K1 =mv /2-mv -E 又 WG=mgh1-mgh2 = EP1-EP2 得到 EK2-EK1=EP1-EP2 ① 移项后， 移项后，得 EP2+EK2 = EP1+EK1 ② 即 E2= E1
P
A
小球摆动过程中总能达到原来高度，好像“记得” 小球摆动过程中总能达到原来高度，好像“记得”自 己原来的高度，说明在摆动过程中有一个物理量是保持不 己原来的高度， 变的，是什么呢？ 变的，是什么呢？ 重力势能与动能的总和保持不变， 重力势能与动能的总和保持不变，也就是机械能保持不变
（2）理论分析： ）理论分析：
研究方法：探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入， 研究方法 探究物理规律时，应该是由简单到复杂，逐步深入，
先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。 先对简单的物理现象进行探究，然后加以推广深化。
情景设置：质量为m的物体自由下落过程中经过高度 1 质量为 的物体自由下落过程中经过高度h 的物体自由下落过程中经过高度
探究四：书本中的思考与讨论： 探究四：书本中的思考与讨论：
《第七章 重力势能》课件
（1）重力势能的表达式Ep＝mgh中的h是指物体重心到参考平面的高度，因此 重力势能是一个相对量，它的数值与参考平面的选取有关，一般取地面为参考 平面或物体运动中的最低点所在的平面．（该参考平面又叫做零势能面） （2）在参考平面内的物体Ep＝0；在参考平面上的物体Ep>0；在参考平面下 方的物体Ep<0; （3）重力势能是标量，它的正、负表示大小。 （4）重力势能是地球和物体这个系统共有的。
重力势能是一个相对量，具有相对性，即重力势能跟参考平面的选取有关。 而重力势能的变化量-△Ep具有绝对性，与参考平面的选取无关（也可以说 成是重力做功与参考平面的选取无关）。
第七章
机械能守恒定律
例1 质量为m的小球从距地面高为h处自由落下，
碰地后弹起的高度为h1，然后落下，碰地后 再弹起，弹起的高度为h2……，最后小球静 止于地面上，求整个过程中重力做的功．
第七章
机械能守恒定律
第四节
重力势能和弹性势能
第七章
机械能守恒定律
一、重力做的功
设一个质量为m的物体，从高度为h1的位置，
沿不同的路径运动到高度为h2的位置，如图 7－4－1所示，重力做功为：WG＝mglcosθ mg(h1－ h2) ＝______________ ．
图7－4－1
重力做功的特点 : 物体运动时，重力对它做的功只跟它 路径 无 的 起点和 终点 的位置有关，而跟物体运动的______
D
)
C．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做
功多 D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同
学.科.网
第七章
机械能守恒定律
四、弹性势能
弹力的 1、定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有____ 相互作用而具有的势能叫做弹性势能． 变化量有 劲度系数、弹簧的______ 2、大小：弹簧弹性势能的大小与________ 关．公式：E p 1 k l 2 3、弹力做功与弹性势能变化的关系 减小，弹力做负功时，弹性势 （1）弹力做正功时，弹性势能____ 增加． 能____
重力势能是一个相对量，具有相对性，即重力势能跟参考平面的选取有关。 而重力势能的变化量-△Ep具有绝对性，与参考平面的选取无关（也可以说 成是重力做功与参考平面的选取无关）。
第七章
机械能守恒定律
例1 质量为m的小球从距地面高为h处自由落下，
碰地后弹起的高度为h1，然后落下，碰地后 再弹起，弹起的高度为h2……，最后小球静 止于地面上，求整个过程中重力做的功．
第七章
机械能守恒定律
第四节
重力势能和弹性势能
第七章
机械能守恒定律
一、重力做的功
设一个质量为m的物体，从高度为h1的位置，
沿不同的路径运动到高度为h2的位置，如图 7－4－1所示，重力做功为：WG＝mglcosθ mg(h1－ h2) ＝______________ ．
图7－4－1
重力做功的特点 : 物体运动时，重力对它做的功只跟它 路径 无 的 起点和 终点 的位置有关，而跟物体运动的______
D
)
C．沿坡度小、粗糙程度大的斜面运动时物体克服重力做
功多 D．不管沿怎样的斜面运动，物体克服重力做功相同
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第七章
机械能守恒定律
四、弹性势能
弹力的 1、定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有____ 相互作用而具有的势能叫做弹性势能． 变化量有 劲度系数、弹簧的______ 2、大小：弹簧弹性势能的大小与________ 关．公式：E p 1 k l 2 3、弹力做功与弹性势能变化的关系 减小，弹力做负功时，弹性势 （1）弹力做正功时，弹性势能____ 增加． 能____
《机械能守恒定律》优质课ppt课件
FN A’
G
探究过程展示：
O
A
A’点到O点过程：只有弹力做功 由动能定理得：
由弹力做功和弹性势能变化的关系有：
F
得到：
整理得：
即：
结论2：
在只有弹力做功的物体系统中， 动能和弹性势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
结论1：
在只有重力做功的物体系统中， 动能和重力势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
在下列说法正确的是 ( 不计空气阻力
)(
ACD)(多选）
A、小球自由落体过程中，小球机械能守恒 B、小球压缩弹簧过程中，小球机械能守恒 C、小球压缩弹簧过程中，小球和弹簧组成 系统机械能守恒 D、整个过程中，小球和弹簧组成系统机械 能守恒
三、机械能守恒定律
1 . 机械能守恒定律的内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统 内，动能和势能可以互相转化，而 总的机械能保持不变.
解惑释疑
演示实验：碰鼻子实验
为什么小球好象 记着自已的位置 不会碰到鼻尖？
小球摆动过程机 械能守恒，摆回 原来位置时，正 好静止，好象记 着自已的位置不 会碰到鼻尖.
五、应用机械能守恒定律解题步骤
即时训练4：
4、从离地面高20米处以10m/s的初速度水平抛出一 个质量为1Kg的铁球，铁球下落过程中在离地5m 高处时的速度是多大？（不考虑空气阻力）
得到：
整理得：
即：
结论1：
在只有重力做功的物体系统中， 动能和重力势能可以相互转化， 而总的机械能保持不变.
三、机械能守恒定律
探究2、探究动能和弹性势能转化规律
如图所示，轻弹簧放在光滑水平面上，O为原长位置，将弹簧向左压缩到A’点 后释放物体，物体在关于O点对称的A’和A之间往复运动，根据以上情景探究动 能和弹性势能转化规律