7.4 重力勢(shì)能

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1、4重力勢(shì)能美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。這個(gè)隕石坑是5萬年前，一顆直徑約為30～50米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速度達(dá)到20千米／秒，爆炸力超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個(gè)直徑約1245米，平均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說，坑中可以安放下20個(gè)足球場(chǎng)，四周的看臺(tái)則能容納200多萬觀眾。隕石坑美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那5世界第一大瀑布--------尼亞加拉大瀑布物體一旦處在一定高度時(shí)，就具有了一定的能量。而當(dāng)它從所處的的高處落下時(shí)，這些能量就會(huì)以做功的方式釋放出來.那么重力勢(shì)能的大小與什么有關(guān)，又如何定量表示呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)

2、這個(gè)問題．重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的勢(shì)能三種情況重力做功是多少？物體沿斜線運(yùn)動(dòng)物體豎直下落AhBmABhθmLABh物體沿曲線運(yùn)動(dòng)h1h1h1h2h2h2一、重力做功的特點(diǎn)A6WG=mghh2物體豎直下落hBmh1=mgh1－mgh2WG=mgLcosθ=mgh=mgh1－mgh2物體沿斜線運(yùn)動(dòng)ABhθmLh1h2物體沿曲線運(yùn)動(dòng)Δh1Δh2Δh3A△h1θmL7=mgh1－mgh2ABhh1h2微元法一、重力做功的特點(diǎn)WG1＝mgh＝mgh1－mgh2WG2＝mglcosθ＝mgh＝mgh1－mgh2WG3＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋…＝mgh＝mgh1－m

3、gh2物體沿斜線運(yùn)動(dòng)物體豎直下落AhBmABhθmLABh物體沿曲線運(yùn)動(dòng)h1h1h1h2h2h2重力做功只跟起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)?？梢?重力做的功等于“mgh”這個(gè)量的變化.在物理學(xué)中，“mgh”是一個(gè)有特殊意義的物理量.一、重力做功的特點(diǎn)二、重力勢(shì)能即：物體的重力勢(shì)能等于物體的重力和它的高度的乘積．1.表達(dá)式2.單位：焦耳（J）1J=1㎏·m∕s2·m3.重力勢(shì)能是標(biāo)量，只有大小，沒有方向=1N∕m問題與思考重力勢(shì)能的改變和重力做功之間有怎樣的關(guān)系呢？WG＝mgh1-mgh21、當(dāng)物體由高處向低處運(yùn)動(dòng)時(shí)：2、當(dāng)物體由低處向高處運(yùn)動(dòng)時(shí)：重力做正功,重力

4、勢(shì)能減小,=EP1－EP2=－△EPWG>０，EP1>EP2重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增大EP1＜EP2WG＜０，△EP<0△EP>0總結(jié)1、重力做正功，重力勢(shì)能減少，而且重力做了多少功，重力勢(shì)能就減少了多少。2、重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，而且克服重力做了多少功，重力勢(shì)能就增加多少。體會(huì)“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”h1h2ABm例：如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌面高h(yuǎn)2=0.8m.問：小球的重力勢(shì)能為多少？Ep=mgh問題：重力勢(shì)能中的高度如何確定呢？關(guān)鍵是參考點(diǎn)的選擇高度具有相對(duì)性？？？2.計(jì)算重力勢(shì)能之前需要先選定參考平面在參考面下方的

5、物體的高度是負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值;參考平面的選取是任意的.3.在參考面上方的物體的高度是正值，重力勢(shì)能也是正值；勢(shì)能是標(biāo)量．+、–表示大小．三、重力勢(shì)能的相對(duì)性1.高度是相對(duì)的，所以重力勢(shì)能也是相對(duì)的正好在參考面上的物體的高度是零，重力勢(shì)能也是零。重力勢(shì)能的正負(fù)表示大小說明對(duì)選定的參考平面而言：參考面上方物體的高度是正值，重力勢(shì)能也是正值；下方物體的高度是負(fù)值，重力勢(shì)能也是負(fù)值。重力勢(shì)能為負(fù)，表示物體在這個(gè)位置具有的重力勢(shì)能比在參考平面上具有的重力勢(shì)能少。重力勢(shì)能：－3J＞－5Jh1h2ABm例：如圖，質(zhì)量0.5kg的小球，從桌面以上h1=1.2m的A點(diǎn)落到地面的B點(diǎn)，桌

6、面高h(yuǎn)2=0.8m.問：小球的重力勢(shì)能為多少？(g=10m/s2)參考平面小球在A點(diǎn)重力勢(shì)能小球在B點(diǎn)重力勢(shì)能下落過程小球重力做功下落過程小球重力勢(shì)能變化桌面地面6J10J-4J010J10J-10J-10J選取不同的參考平面,物體的重力勢(shì)能的數(shù)值不同對(duì)一個(gè)確定的過程，WG和△EP與參考面的選擇無關(guān)重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的，與參考面的選擇無關(guān)重力勢(shì)能是誰的呢？是物體的還是地球的呢？四、勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的嚴(yán)格說來，重力勢(shì)能是地球和物體所組成的這個(gè)物體“系統(tǒng)”所共有的，而不是地球上的物體單獨(dú)具有的。平常所說的“物體”的重力勢(shì)能，只是一致習(xí)慣簡化的說法。關(guān)于重力做功和物體的重力勢(shì)能

7、，下列說法正確的是：A、當(dāng)重力對(duì)物體做正功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定減少；B、物體克服重力做功時(shí)，物體的重力勢(shì)能一定增加；C、地球上的物體的重力勢(shì)能都只有一個(gè)唯一確定的值；D、重力做功的多少與參考平面的選取無關(guān)。ABD2008年北京奧運(yùn)會(huì)舉重男子56公斤級(jí)決賽在北京航空航天大學(xué)體育館開始角逐。中國年僅17歲的小將龍清泉表現(xiàn)神勇,他以總成績292Kg奪取冠軍并打破抓舉、以及總成績兩項(xiàng)世界青年紀(jì)錄！龍清泉制勝的一舉，挺舉160Kg，杠鈴被舉高約2m。試求此過程中：(g=10m/s2)（1）重力做功多少？（2）杠鈴的勢(shì)能變