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1、重力势能,陨石坑,美国内华达州亚利桑那,这个陨石坑是5万年前，一颗直径约为3050米的铁质流星撞击地面的结果,爆炸在地面上产生了一个直径约1245米，平均深度达180米的大坑。据说，坑中可以安放下20个足球场，四周的看台则能容纳200多万观众。陨石坑为什么这么深？,水力发电站为什么要修那么高的大坝？,水电站,前言,物体由于被举高而具有的能叫重力势能。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。,几个概念,力：物体之间的相互作用。,重力：物体由于地球的吸引而受到 的力,势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的 能量。,一个新的概念重力势能,因此，认识这种势能
2、，不能脱离对重力做功的研究。,探究问题一:重力做功的特点,情景：质量为m的物体从高h1处沿不同路径下滑至h2处。,h1,h,h2,思考1：沿路径1运动至底端时，重力做了多少功？若沿路径2呢？,1,2,物体竖直下落,物体沿斜线运动,4,情景：质量为m的物体从高h1处沿不同路径下滑至h2处。,h1,h,h2,思考2：若让物体沿路径3运动呢？,1,2,3,物体沿曲线运动,7,思考与讨论：通过刚才的计算，你能总结重力做功的特点吗？,9,结论：重力做功与路径无关，只跟初末位置的高度差有关。,1、让一质量为m的小球自由下落高度h，重力做多少功？用手托着它匀速下落高度h，重力做了多少功？通过这个例子你对功又
3、有什么新的认识？,自由下落过程中，小球受几个力？匀速下落过程呢？手的支持力做功吗？重力对小球做功变了吗？你对重力做功的特点有什么新的认识？,11,探究二：重力势能,用小球做如下试验,1、同一小球从不同高度下落到自己手上，感觉,2、不同质量的小球从同一高度下落到自己手上，感觉,探究得到的结论：,与高度有关 与质量有关,12,1、表达式：。,2、单位，是 量（“标”或“矢”），是 量（“过程”或“状态”）。,3、重力做功和重力势能的关系式。,焦耳（J）,标,状态,14,1、物体下降时，重力做正功还是负功？重力势能如何变化？,2、物体上升时，重力做正功还是负功？重力势能如何变化？,思考与讨论,3、如
4、果物体克服重力做功10焦耳，它的重力势能要发生怎么的变化？若重力做功20焦耳呢？,4、如果一个力拉着物体在水平面上做加速运动，它的重力势能如何变化？,探究三：重力势能的相对性,16,情景：牛顿观察到一个质量m=1kg的苹果从A到B整个下落过程，各距离如图所示,思考1：以桌面为参考平面，苹果在A位置的重力势能是多少？若以地面为参考面呢？,思考2：若以桌面为参考平面，苹果在桌面上、B位置的重力势能分别是多少？,你对重力势能的相对性有何认识？,10J 30J,0J 20J,需要先选定参考平面,物体在参考平面以上重力势能为正；在参考平面以下为负；在参考平面上为零。,求某一物体在同一位置的重力势能时，选
5、取的参考平面不同，重力势能的数值不同。,17,19,拓展,回顾我们已经学过的物理量正负的意义,1、矢量的正负；2、功的正负；3、温度的正负；4、重力势能的正负。,19,思考3、如果苹果不受地球的引力作用了，它还具有重力势能吗？,重力势能是地球和物体所组成的“系统”共有的。,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),6J,10J,-4J,0,10J,10J,减少10J,减少10J,20,通过计算你有什么新的发现？,重力势能与参考平面的选取有关，重力做功和重力势能的变化与参考平面无关。,1、关于重力做
6、功和物体的重力势能，下列说法正确的是：A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。,ABD,课堂练习,2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：A、重力做功为50J；B、物体的重力势能一定增加了50J；C、物体的动能一定减少50J；D、重力做了50J的负功。,BD,一、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二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关 的能量。表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的，正负表示大小。一般不加说明是以地面或题目中的最低点所在的平面作为零势能参考面。,小结,
