现在我们知道了重力势能与物体的质量和高度有关,那么到底该怎样定量的表达重力势能呢?其实在前面的教材里,已经给出方法了,大家来看教材第57页最上面第一段话,请一位同学来读一下这段话。
[PPT展示:教材内容]
对于寻找重力势能的定量的表达,这段话能给你什么启示吗?
重力势能释放的过程离不开重力做功,所以,我们就先从重力做功分析入手!
[板书:二、重力做功的特点]
物体的真实下落过程其实要比我们做的实验复杂的多,大家来看这幅图。
[PPT展示:幼儿园小朋友滑滑梯走不同路径]
提问:直接滑竿,滑斜坡,滑弯道,这几种情况下重力功如何求?
为了研究问题方便,我们通常把问题简化成物理模型:
[PPT:三种不同路径类型]
小球从A运动到B,已知A、B的高度,求重力功,请两位同学到黑板上写出前两种类型的计算过程。
[板书:两种情况下都有:WG=mgh1-mgh2]
图3该怎么办?前面两种小球运动的路径是直线运动,图3的任意曲线如何处理?大家有没有好的办法?有什么办法能将变化的位移方向变成不变的呢?在咱们以前的学习中有没有遇到过类似的问题,如何化变量为不变量的?
[PPT展示:匀变速运动位移时间关系的求法]
总结:这种方法叫微元法,那么对于现在这种情况可不可以类比一下,用微元法来求图3中小球重力做的功?
[板书: WG=mg△h1+mg△h2+……=mgh1-mgh2]
通过计算,我们发现重力做功有什么特点?
[板书:重力做功与路径无关,只与初、末位置高度差有关]
为了验证理论推导,我们做个实验验证一下,这里两个不同路轨的轨道,高度相同,从同一高度释放两个球,观察它们飞出后的落点,如果重力做功相同,它们最后从轨道末端飞出的情况应该一样,根据平抛原理,落点的距离应该一致,这里摩擦力的影响比较小,我们忽略不计。
[实验检验:重力做功与路径无关]
[PPT播放:实验视频和图片]
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