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机械能与其守恒定律第四节重力势能

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机械能守恒定律 重力势能和机械能守恒定律 机械能守恒定律第4节重力势能 机械能守恒定律重力势能 机械能守恒定律及其 定理和机械能守恒定律
资源描述:
7.4 重力势能 一、重力做功: mgmgmg h1 h2 重力做功的特点: 重力做功只与它的起点与终点位置 有关,而跟它的运动路径无关。 重力做功:WG = mgh1 - mgh2 •重力势能的定义:物体的重力势能 等于物体重力和它的高度的乘积. 表达式: 二、重力势能 •1、表示式:Ep = mgh •2、标矢性: ——标量 Ep1=0与Ep1=-2J,哪个大? 思考:重力势能正负的物理意义 ——表示大小。为正表示比0大 为负表示比0小 •3、单位: —— J 1J(焦耳)= 1N·m 三、重力势能的变化和重力做功的关系 1、重力做正功时,重力势能减少,减少 的重力势能等于重力所做的功. 2、克服重力做功时,重力势能增加,增 加的重力势能等于克服重力所做得功. 3、WG= mgh1-mgh2 = Ep1-Ep2= -△Ep 四、重力势能的相对性 •1、把所选高度的起点处的平面叫参考平 面. •2、参考平面的选取是任意的 . •3、选取不同的参考平面,物体的重力势 能的数值是不同的 . •4、通常选择地面作为参考平面. 思考:物体重力势能的变化与参考平面的选取有关吗?无关 ——重力势能的变化是绝对的,与参考平面的选取无关 练习.甲、乙两个质点位于同一水平面上,甲的 质量大于乙的质量,下列说法正确的是( ) A:甲的重力势能一定大于乙的重力势能 B:甲的重力势能可能等于乙的重力势能 C:甲的重力势能可能大于乙的重力势能 D:甲的重力势能可能小于乙的重力势能 BCD 练习.质量相等的实心铁球甲、木球乙位于同一 水平面上,下列说法正确的是( ) A:甲的重力势能一定大于乙的重力势能 B:甲的重力势能一定小于乙的重力势能 C:甲的重力势能一定等于乙的重力势能 D:甲的重力势能可能等于乙的重力势能 B 如图:A物体离一楼的地 面高为2m,B物体在底楼 的地面上,一楼地面与底 楼地面之间的高度为3m. (A,B物体质量均为1kg.) 若,选取底楼作为参考平 面,计算A,B的重力势能. 若选取一楼作为参考平 面,计算A,B的重力势能. 势能是系统所共有的: 重力势能 是地球与物体所组成系统所 共有的 分子势能 是分子和分子所组成系统所 共有的 电势能是 电荷和电荷所组成系统所共 有的 练习1 •课本62页第3题 练习2 一质量均匀分布的链条长1米,重30牛 ,放在水平地面上,现慢慢提起链条的一端, 使另一端刚好离开地面. 问: 这个过程中,链条的重力做了多少功? 链条的重力势能如何变化? 一质量分布不均匀的链条长1m,重 30N,放在水平地面上,现慢慢提起链条 的一端A,使另一端B刚好离开地面.物体 克服重力做功为12J,若改为慢慢提起链 条的一端B,使另一端A 刚好离开地面. 这个过程中,物体克服重力需要做 多少功? 知识拓展 小结: •重力做功与路径无关,只与初末位置有关. •重力势能 Ep = mgh •重力势能是相对的,与零势能面的选取有关 . •重力势能,其大小由地球和地面上物体的 相对位置决定,也是系统共有的.(系统性) 补充习题 1、井深8m,井上支架高2m,在支架上 用一根长3m的绳子系住一个重100N的物 体,则该物体的重力势能为( ) A、 100J B、700J C、-100J D、不能确定 C 2、如图,质量为m均匀铁链长为L,平放 在距地面高h=2L的水平桌面上,其中 1/5悬垂于桌边。从静止开始释放,当铁 链全部离开桌面,重力做功多少? 2L 3、如图,容器A、B中各有一个可自由移动的轻活塞, 活塞下面是水。A、B管面积均为S,大气压恒定。A、B 底部由带阀门K的管道相连,原先A中水面高位h1,B中 水面高为h2,打开阀门K,最后A、B水面一样高,则 (1)大气压对水是否做功?(2)水的重力是否做功 ? (3)设水的密度为ρ0,重力做功为多少? B h2 h1 A 4、面积很大的水池,水深为H,水面上漂浮 着一正方体木块,木块边长为a,密度为水的 1/2,质量为m。开始时木块静止,现用力F 将木块缓慢压到水底,不计摩擦。求: (1)从木块刚好完全没入水中到停止在池底 的过程中,池水重力势能的改变量。 H 5、如图所示,劲度系数为k1的轻弹簧两端分 别与质量为m1、m2的物块1、2连接,劲度系 数为k2的轻弹簧上端与物块相连,下端压在桌 面上(不连接)。整个系统处于平衡状态,现 施力将物块1缓慢的竖直向上提,直到下面那 个弹簧下端刚脱离桌面。在此过程中,求物块 1、2增加的重力势能。 m1 k2 k1 m2 小结: •重力势能,其大小由地球和地面上物体的 相对位置决定 •势能具有系统性:重力势能是物体和地球 组成的系统共有的,弹性势能是物体的各 部分所共有的.
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