高中物理新人教版必修系列课件7.4重力势能教学目标教学目标（一）知识与技能（一）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、知道重力势能的相对性.（二）过程与方法（二）过程与方法用所学功的概念推导重力作功与路径的关系，亲身感受知识的建立过程（三）情感、态度与价值观（三）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教学重点教学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。教学难点教学难点重力势能的系统性和相对性。 2002年月日上午，俄罗斯高加索年月日上午，俄罗斯高加索北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少北奥塞梯地区的一个村庄发生雪崩，造成至少人失踪。人失踪。 雪雪崩崩2（1 1）俄罗斯俄罗斯俄罗斯俄罗斯“ “和平号和平号和平号和平号” ”空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧空间站坠落时，为什么会燃烧？碎片燃烧时，温度可达时，温度可达时，温度可达时，温度可达30003000，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来，其能量由什么能量转化而来？（？（？（？（2 2）打桩机打桩机打桩机打桩机的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里的重锤从高处落下时，为什么能把水泥打进地里? ? （3 3）水力发电站）水力发电站）水力发电站）水力发电站为什么要修那么高的大坝？（为什么要修那么高的大坝？（为什么要修那么高的大坝？（为什么要修那么高的大坝？（4 4）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶上方相同的高度）在你的头顶上方相同的高度, ,分别分别分别分别用细绳悬挂一个粉笔头和用细绳悬挂一个粉笔头和用细绳悬挂一个粉笔头和用细绳悬挂一个粉笔头和7.5Kg7.5Kg的铅球，你的感觉有何不同？的铅球，你的感觉有何不同？的铅球，你的感觉有何不同？的铅球，你的感觉有何不同？以上问题的根本原因都在于以上问题的根本原因都在于以上问题的根本原因都在于以上问题的根本原因都在于水电站“和平号和平号”空间站残片空间站残片用自己的课本做如下试验用自己的课本做如下试验 1、与高度有关、与高度有关 2、与质量有关、与质量有关 1）同一课本从不同高度下落到自己手）同一课本从不同高度下落到自己手上，感觉上，感觉 2）不同质量的课本从同一高度下落到）不同质量的课本从同一高度下落到自己手上，感觉自己手上，感觉 探究得到的结论：探究得到的结论：5一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能物体由于被举高而具有的能4物体竖直下落物体竖直下落AhBm物体沿斜线运动物体沿斜线运动AChmL6h1h2h3物体沿曲线运动物体沿曲线运动AChAh 1mL L7hh2h1AB物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功重力做功重力做功与路径无关重力做功与路径无关, ,只跟始末位置的高度差有关只跟始末位置的高度差有关8重力做功与路径无关重力做功与路径无关 一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落, , 碰撞地面碰撞地面后弹起后弹起, , 每次弹起的高度比下落高度低每次弹起的高度比下落高度低1m, 1m, 求求: :小小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功功? ? (g=9.8m/s2)解: 小球下落高度为小球下落高度为5m5mJJ9 可见可见, ,重力做的功等于重力做的功等于“mgh”这个量的变化这个量的变化. .在物在物理学中，理学中， “mghmgh”是一个由特殊意义的物理量是一个由特殊意义的物理量. .就用这就用这个物理量表示物体的重力势能。个物理量表示物体的重力势能。hh2h1AB物体从物体从A落到落到B的过程中的过程中,重力做功重力做功重力做功与路径无关重力做功与路径无关, ,只跟始末位置的高度差有关只跟始末位置的高度差有关10一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量11重力势能的表达式重力势能的表达式 Ep = mgh m 物体的质量，单位：千克（物体的质量，单位：千克（kg）Ep 物体的重力势能，单位：焦（物体的重力势能，单位：焦（J）g 重力加速度，单位：米秒重力加速度，单位：米秒2（ms2）h 物体的高度，单位：米（物体的高度，单位：米（m） 即：物体的重力势能等于物体的重量即：物体的重力势能等于物体的重量和它的高度的乘积和它的高度的乘积12一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量13WG = Ep1 - Ep2 重力做功重力做功WG(正、负）正、负）重力势能重力势能EP（增加、减少）（增加、减少）重力做功和重力重力做功和重力势能变化的关系势能变化的关系物体物体上升上升物体物体下降下降正正负负减少减少增加增加重力做的功重力做的功等于等于重力势能的减少重力势能的减少物体克服重力物体克服重力做的功做的功等于等于重重力势能的增加力势能的增加14重力做功与路径无关重力做功与路径无关 一质量为一质量为5kg5kg的小球从的小球从5m5m高处下落高处下落, , 碰撞地面碰撞地面后弹起后弹起, , 每次弹起的高度比下落高度低每次弹起的高度比下落高度低1m, 1m, 求求: :小小球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少球从下落到停在地面的过程中重力一共做了多少功功? ? (g=9.8m/s2)解: 小球下落高度为小球下落高度为5m5mJJ15一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量16需要先选定参考平面需要先选定参考平面 在参考面下方的物体的高度是负值，在参考面下方的物体的高度是负值，重力势能也是负值。重力势能也是负值。 参考平面的选取是任意的参考平面的选取是任意的 . 在参考面上方的物体的高度是正值，在参考面上方的物体的高度是正值，重力势能也是正值；重力势能也是正值；势能是标量势能是标量+ +、表示大小表示大小17例：例： 如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以的小球，从桌面以上上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过下落过程小球程小球重力做重力做功功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面6J10J-4J0h1h2AB选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同18一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系势能的相对性（高度的相对性）势能的相对性（高度的相对性）2、重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量19例：例： 如图，质量如图，质量0.5kg的小球，从桌面以的小球，从桌面以上上h1=1.2m的的A点落到地面的点落到地面的B点，桌面高点，桌面高h2=0.8m请按要求填写下表请按要求填写下表(g=10m/s2)参考参考平面平面小球在小球在A点重点重力势能力势能小球在小球在B点重点重力势能力势能下落过下落过程小球程小球重力做重力做功功下落过程下落过程小球重力小球重力势能变化势能变化桌面桌面地面地面6J10J-4J010J10J减少10J减少10Jh1h2AB选取不同的参考平面选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同物体的重力势能的数值不同对一个确定的过程，对一个确定的过程，WG和和EP与参考面的选择与参考面的选择无关无关20一、新课引入一、新课引入二、重力做功二、重力做功三、重力势能表达式三、重力势能表达式 Ep = mgh1、重力做功与重力势能变化的关系、重力做功与重力势能变化的关系势能的相对性（高度的相对性）势能的相对性（高度的相对性）2、势能变化的确定性（高度变化的确定性势能变化的确定性（高度变化的确定性）3、重力势能重力势能物体由于被举高而具有的能量21 讨论：物体在以下四种情况下，重讨论：物体在以下四种情况下，重力做功力做功 与重力势能的关系？与重力势能的关系？C1：物体从点：物体从点A下落到下落到B点的点的过程中，受到阻力作用过程中，受到阻力作用.2：物体从：物体从A点下落到点下落到B点后，点后，再平移到与再平移到与B点等高的点等高的C点点.3：物体从：物体从A点沿斜面滑到与点沿斜面滑到与B点等高的点等高的C点。点。4：物体从：物体从B点上升到点上升到A点。点。h1 h2AB hC11、关关于于重重力力做做功功和和物物体体的的重重力力势势能能，下下列列说说法法正正确的是：确的是： A、当当重重力力对对物物体体做做正正功功时时，物物体体的的重重力力势势能能一一定减少；定减少； B、物物体体克克服服重重力力做做功功时时，物物体体的的重重力力势势能能一一定定增加；增加； C、地地球球上上的的物物体体的的重重力力势势能能都都只只有有一一个个唯唯一一确确定的值；定的值； D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。重力做功的多少与参考平面的选取无关。 ABD2、物物体体在在运运动动过过程程中中，克克服服重重力力做做功功为为50J，则：则： A、重力做功为重力做功为50J； B、物体的重力势能一定增加了物体的重力势能一定增加了50J； C、物体的动能一定减少物体的动能一定减少50J； D、重力做了重力做了50J的负功。的负功。BD3、关于重力势能的几种理解，正确的是、关于重力势能的几种理解，正确的是A、重重力力势势能能等等于于零零的的物物体体，一一定定不不会会对对别别的的物物 体做功体做功B、 相相 对对 于于 不不 同同 的的 参参 考考 平平 面面 ， 物物 体体 具具 有有 不不 同同 数数 值值 的的 重重 力力 势势 能能 ， 但但 这这 并并 不不 影影 响响 研研 究究 有有 关关 重重 力势能的问题力势能的问题C、 在在 同同 一一 高高 度度 将将 物物 体体 不不 论论 向向 何何 方方 向向 抛抛 出出 ， 只只 要要 抛抛 出出 时时 的的 初初 速速 度度 大大 小小 相相 同同 ， 则则 落落 地地 时时 减减 少的重力势能必相等少的重力势能必相等D、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零、放在地面的物体，它的重力势能一定等于零 BC小 结一、重力做功的特点：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二、重力势能：地球上的物体具有的与它高度有关的能量。能量。 表达式表达式 三、重力做功与重力势能变化的关系三、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正功，重力势能减少 重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加四、重力势能是相对的四、重力势能是相对的 ，正负表示大小。，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。平面作为零势能参考面。 同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全