2017-2018学年人教版必修二 第七章第四节 重力势能 教案
2017-2018学年人教版必修二  第七章第四节   重力势能 教案第2页

  mgΔh1,mgΔh2,mgΔh3,......

  物体通过整个路径时重力所做的功,等于重力在每小段上所做的功的代数和,即

  WG=mgΔh1+mgΔh2+mgΔh3+......

  =mg(Δh1+Δh2+Δh3+......)

  =mgh

  =mgh1-mgh2

  

  

  

  

  

  

  

  

  

  这里的分析表明,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,功的大小等于物重跟起点高度的乘积mgh1与物重跟终点高度的乘积mgh2两者之差。

  看起来,物体所受的重力mg与它所处位置的高度h的乘积"mgh",是一个具有特殊意义的物理量。

  【思考讨论】其他力(比如摩擦力)做功是否与路径有关?回答是肯定的。

  可见,重力做功的特点不能乱用,要视具体力而定。同时提醒学生,今后学习中还会遇到做功具这个特点的力,让学生在今后遇到新的力时注意这个问题。

  二、重力势能

  mgh这个物理量的特殊意义在于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。

  1.概念

  地球上的物体具有的和它的高度有关的能量,叫做重力势能。或物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。

  我们把物理量mgh叫做物体的重力势能(gravitationalpotential energy),常用EP表示。

  2.表达式

  EP=mgh (1)

  上式表明,物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。或等于物体的质量、重力加速度和它的高度三者的乘积。

  3.重力势能是标量

  与其他形式的能一样,重力势能也是标量。但重力势能有正负,重力势能的正负只表示物体的重力势能比零势能高,还是比零势能低,不表示方向。重力势能是由物体所处的位置状态决定的,是状态量。

  4.单位

  重力势能的单位与功的单位相同,在国际单位制中都是焦耳,符号为J。

  1 J=1 kg·m·s-2·m=1N·m。

  三、重力势能的变化和重力做功的关系

  1.重力势能的变化和重力做功的定性关系

  重力对物体做正功时,重力势能一定减小;重力对物体做负功时,重力势能一定增加。

  2.重力势能的变化和重力做功的定量关系

当物体由高处运动到低处时,h1>h2,WG>0,EP1>EP2,这表示重力做正功时,重力势