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《重力势能》教学设计,
是一个具有特殊意义的物理量。它一方面与重力所做的功密切相关,另一方面它随着高度的变化而变化恰与势能的基本特征一致。因此,我们把物理量
叫做重力势能。
2.重力势能
重力势能的定义
物体的重力势能等于它所受的重力与所处的高度的乘积。
重力势能是矢量?还是标量?与所有的能量一样,是标量
重力势能的单位:
焦耳 符号是
J
重力做功与重力势能之间的关系
即物体由高处向低处运动重力做正功,重力势能减少;由低处运送到高处重力做负功,重力势能增加。
思考与讨论:阅读课本
说一说,并回答上面有关问题。
如果重力做功与运动路径有关,能量变化不能表示重力做的功
练习2.质量是100 g的球从1.8 m的高处落到水平板上,又弹回到1.25 m的高度,在整个过程中重力对球所做的功为多少?球的重力势能变化了多少?(
g取10 m/s
2)
3.重力势能的相对性和系统性
讨论歌词:“山上有棵小树,山下有棵大树,我不知道,不知道哪棵更高”这是说高度具有
相对性 。重力势能与高度有关,重力势能也有
相对性。
在研究重力势能是应该选择
参考平面 。在参考平面上,物体的重力势能为零;在参考平面上方物体的重力势能为正的,表示重力势能比零势能面的势能大;在参考平面下方物体的重力势能为负的,表示重力势能比零势能面的势能小。
参考平面的选择是任意的,选不同的参考平面重力势能是否相等?重力势能的差值是否相同?例如根据图,m=0.5kg,
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参考平面的选择
小球在A处的重力势能
小球在B处的重力势能
整个下落过程中重力的功
整个下落过程中重力势能增量
桌面
地面
重力势能是
物体与地球组成的系统共同具有的。
例1 在离地80 m处无初速释放一小球,小球质量为
m=200 g,不计空气阻力,
g取10 m/s
2,取最高点所在水平面为零势能参考面。求:
(1)在第2 s末小球的重力势能;
解析:在第2 s末小球所处的高度为:______________________________
重力势能为:___________________________________________________
(2)在第3 s内重力所做的功,重力势能的变化.
解析:前2s下降了
m , 前3s下降了
m,第3s内的位移
m
第3 s内重力做功为:_____________________________________
WG>0,所以小球的重力势能_______,且减少了_____J。
例2 如图5—26所示,质量为
m物体静止在地面上,物体上面连着一个直立的轻质弹簧,弹簧的劲度系数为
k。现用手拉住弹簧上端,使弹簧上端缓慢提升高度
h,此时物体已经离开地面,求物体重力势能的增加量。
解析:物体离开地面后,弹簧的伸长量为:_____________________________________
可见,物体上升的高度为:_____________________________________
从而,物体重力势能的增加量为:_____________________________________
课堂小结:
1.重力做功的特点:
与路径无关,只与起点和终点的高度差有关
2.重力势能:
3.重力做功与重力势能变化的关系:
4.重力势能是相对的 ,正负表示大小。
作业布置:
课本61页问题与练习第1,2题。
板书设计:
7.4重力势能
一、重力的功
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