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1、2011年上學(xué)期雪雪 崩崩2002年年9月月21日上午,俄羅斯高加索北奧塞梯日上午,俄羅斯高加索北奧塞梯 地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩,造成至少地區(qū)的一個村莊發(fā)生雪崩,造成至少100人失蹤。人失蹤。美國內(nèi)華達(dá)州美國內(nèi)華達(dá)州亞利桑那隕石坑。亞利桑那隕石坑。這個隕石坑是這個隕石坑是5萬萬年前,一顆直徑約年前,一顆直徑約為為3050米的鐵質(zhì)米的鐵質(zhì)流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約流星撞擊地面的結(jié)果。這顆流星重約50萬千克、速萬千克、速度達(dá)到度達(dá)到20千米秒,爆炸力相當(dāng)于千米秒,爆炸力相當(dāng)于2000萬千克梯恩萬千克梯恩梯梯(TNT),超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一,超過美國轟炸日本廣島那顆原子彈的一千倍
2、。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約千倍。爆炸在地面上產(chǎn)生了一個直徑約1245米,平米,平均深度達(dá)均深度達(dá)180米的大坑。據(jù)說,坑中可以安放下米的大坑。據(jù)說,坑中可以安放下20個足球場,四周的看臺則能容納個足球場,四周的看臺則能容納200多萬觀眾。多萬觀眾。這是因為物體一旦處在一定高度時,這是因為物體一旦處在一定高度時,就具有了一定的能量。而當(dāng)它從所在處的就具有了一定的能量。而當(dāng)它從所在處的高處落下時,這些能量就會以做功的方式釋高處落下時,這些能量就會以做功的方式釋放出來。放出來。在初中我們已經(jīng)學(xué)過:物體由于被舉高在初中我們已經(jīng)學(xué)過:物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能。而具有的能量叫重力勢能。那么
3、重力勢能的大小與什么有關(guān),又那么重力勢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)這個如何定量表示呢?本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)這個問題。問題。一、一、重力做功重力做功重力勢能:物體由于被舉高而具有的能量。重力勢能:物體由于被舉高而具有的能量。物體豎直下落物體豎直下落物體沿斜線運(yùn)動物體沿斜線運(yùn)動mALCh h1h2h2mABhh1物體沿曲線運(yùn)動物體沿曲線運(yùn)動 h1 h2 h3AChh1h2A h1 mL重力做功與路徑無關(guān),只跟重力做功與路徑無關(guān),只跟 始末位置的高度差有關(guān)。始末位置的高度差有關(guān)。重力做功的特點重力做功的特點:物體從物體從A落到落到B的過程中的過程中,重力做功重力做功 h h
4、2 h1 A B 可見,重力做的功等于可見,重力做的功等于“mgh”這個量這個量的變化。在物理學(xué)中,的變化。在物理學(xué)中,“mgh”是一個由特是一個由特殊意義的物理量。就用這個物理量表示物體殊意義的物理量。就用這個物理量表示物體的重力勢能。的重力勢能。一、一、重力做功重力做功重力勢能:物體由于被舉高而具有的能量。重力勢能:物體由于被舉高而具有的能量。Ep 物體的重力勢能,單位:焦(物體的重力勢能,單位:焦(J)g 重力加速度,單位:米秒重力加速度,單位:米秒2(ms2)1.重力勢能的表達(dá)式:重力勢能的表達(dá)式:Ep=mgh m 物體的質(zhì)量,單位:千克(物體的質(zhì)量,單位:千克(kg)h 物體的高度,
5、單位:米(物體的高度,單位:米(m)即:物體的重力勢能等于物體的重量即:物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積。和它的高度的乘積?!揪毩?xí)練習(xí)】塔吊把一質(zhì)量為塔吊把一質(zhì)量為200kg的物體,從的物體,從距地面高為距地面高為h1=10m的高度勻速運(yùn)到高為的高度勻速運(yùn)到高為h2=3m的的地方,重力做了多少功?物體的重力勢能如何變地方,重力做了多少功?物體的重力勢能如何變化?若物體加速或減速下降呢?化?若物體加速或減速下降呢?(g=10m/s-2)重力做功為:重力做功為:WG=mg(h1-h2)=14000J WG=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2 =14000J 重力勢能減少了重力勢能減少了
6、14000J【分析分析】(1)重力做正功重力勢能減少,而且重重力做正功重力勢能減少,而且重力做了多少功,重力勢能就減少了多少。力做了多少功,重力勢能就減少了多少。(2)重力做負(fù)功重力勢能增加,而且克重力做負(fù)功重力勢能增加,而且克服重力做了多少功,重力勢能就增加多少。服重力做了多少功,重力勢能就增加多少。體會體會“功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度”2.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系重力做功與重力勢能變化的關(guān)系 三三.重力勢能的相對性重力勢能的相對性 高度高度h是相對于誰的呢?是相對于誰的呢?重力勢能總是相對于某個水平面來說的,這重力勢能總是相對于某個水平面來說的,這個水平面叫個水平面叫參考平面
7、參考平面。參考平面選取不同,重力勢能的數(shù)值就不同。參考平面選取不同,重力勢能的數(shù)值就不同。可見,重力勢能具有相對性。選擇哪個水平面作為可見,重力勢能具有相對性。選擇哪個水平面作為參考平面,可視研究問題的方便而定,通常選擇地參考平面,可視研究問題的方便而定,通常選擇地面作為參考平面。選擇不同的參考平面,物體的重面作為參考平面。選擇不同的參考平面,物體的重力勢能的數(shù)值是不同的,但并不影響研究有關(guān)重力力勢能的數(shù)值是不同的,但并不影響研究有關(guān)重力勢能的問題。勢能的問題。重力勢能的正負(fù)表示大小。重力勢能的正負(fù)表示大小。對選定的參考平面而言,對選定的參考平面而言,上方物體的高度是正值,重力上方物體的高度是
8、正值,重力勢能也是正值;勢能也是正值;下方物體的高度是負(fù)值,下方物體的高度是負(fù)值,重力勢能也是負(fù)值。重力勢能重力勢能也是負(fù)值。重力勢能為負(fù),表示物體在這個位置具為負(fù),表示物體在這個位置具有的重力勢能比在參考平面上有的重力勢能比在參考平面上具有的重力勢能少。具有的重力勢能少。重力勢能:重力勢能:3 J 5 J說說 明明 【例例】如圖如圖,質(zhì)量質(zhì)量1.0kg的小球的小球,從桌面以上從桌面以上h1=1.2m的的A點落到地點落到地面的面的B點點,桌面高桌面高h(yuǎn)2=0.8m.請按要請按要求填寫下表求填寫下表.(g=10m/s2)參考參考 平面平面小球在小球在A點重力勢點重力勢能能小球在小球在B點重力勢點
9、重力勢能能下落過程下落過程小球重力小球重力做功做功下落過程小下落過程小球重力勢能球重力勢能變化變化桌面桌面地面地面h1h2AB12J8J20J20J 020J減少減少20J減少減少20J四四.重力勢能的系統(tǒng)性重力勢能的系統(tǒng)性 那么重力勢能是誰具有的呢?那么重力勢能是誰具有的呢?重力勢能應(yīng)該是物體與地球組成的系統(tǒng)重力勢能應(yīng)該是物體與地球組成的系統(tǒng)共同具有的,而不是地球上某一個物體單獨共同具有的,而不是地球上某一個物體單獨具有的。具有的。不只是重力勢能,任何形式的勢能,都不只是重力勢能,任何形式的勢能,都是相應(yīng)的物體系統(tǒng)由于其中各物體之間,或是相應(yīng)的物體系統(tǒng)由于其中各物體之間,或物體內(nèi)的各部分之間存在相互作用而具有的物體內(nèi)的各部分之間存在相互作用而具有的能,是由各物體的相對位置決定的。能,是由各物體的相對位置決定的。