必修 第二册 · 人教版
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27 重力势能

免费读1252字2024-07-22

  老师:同学们好,今天我们来学习重力势能一节的有关内容。本节的学习目标及任务,一、理解重力势能的概念,知道重力做工与路径无关。二、掌握重力做工与重力势能变化的关系。三、了解弹性势能的概念,即弹性势能与弹力做工的关系。首先我们看两个图片,一幅是黄果树大瀑布,从图片当中我们就能感受到瀑布的磅礴气势。第二幅是黄山的飞来时雄伟壮观。我想大家根据这两幅图是不是可以想到我们初中所学过的一个物理概念,重力势能?下面我们再来看这样一个情况,如图所示,重物从高处由静止落下砸到木桩上,为什么可以把木桩打进地里?肯定很多同学可以答出来是由于重物具有重力时,这是我们初中所学过的内容。那么从图中你能猜测重力势能与哪些因素有关吗?也就是说我们在初中的时候是定性的了解了重力史。

  老师:那么我们从高中阶段能不能来分析重力势能的表达式是怎样的?首先,我们先来分析关于重力做工的特点,如图,a、b2点到地面的距离分别为H1和H2,分两种情况,第一种情况,物体由竖直方向下落。第2种情况,物体沿斜面下滑。根据力做功的情况,我们知道竖直下落过程中,物体从a运动到b,重力做的功应该等于m,g乘以h,也就等于mg乘以H1减mg乘以H2。同理,物体沿斜面下滑过程中,重力做的功等于mglcosineseed也等于mg乘以h等于mgh一减mgH2,那我们看到这两种物体分别运动过程中重力做的功都是一样的。

  老师:下面我们再来看物体延直折线运动从a到d的过程。那么物体从a沿折线分别经过ABBCCD到达d点,那整个过程中重力做了多少功?我们可以把这个做工的过程拆成这样几段来分析。第一段,从a到b重力做的工,我们记为we等于MGlcosineCTE,我们可以写成mg乘以DeltaH1同理,从b到c,从c到d都可以写成这样的形式,由此我们可以得到从a到d运动过程重力做的功可以写成mg乘以DeltaH1,加上mgDeltaH2一直嫁到后面。g重力做工等于mgh1减mgh。

  老师:二,那大家思考一下,物体要是沿任意曲线运动,假设从a运到e,这个过程中重力做的工又是怎样的?此处大家可以暂停一下,认真思考一下这个问题。对有的同学能够想到,我们可以把a到e沿曲线运动过程拆分成无限多个小的折线,那这样的话,我们同样可以得到前面从a到e运动过程中,重力做公的值gmg乘以h,也就等于mgH1减去mgH2。那这样的话,我们就找到了重力做工的特点。

  老师:上述分析的过程表明,重力做工只跟它的起点和终点的位置,也就是起点和终点之间的高度差有关,与物体运动的路径无关,即重力做工WG等于MGH,也就等于MGH1减MGH2。从中我们发现,物体所受的重力MG与它所处的位置的高度h的乘积,MGH具有特殊的意义。MGH的特殊意义在于它一方面与重力做的工密切相关,恰好与钱数、重力势能的特征也是一致的。因此,我们把MGH叫做物体的重力势能

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