内容正文:
物理教师:金上
重力势能
初中我们已经定性地学习了重力势能,物体的质量越大、所处的位置越高,重力势能就越大。
设想你要从某座高楼的第17层下到第9层,你可以乘电梯下,也可以沿楼梯走下。两种方式下楼,重力对你做功是否相等?
CONTENTS
当物体的高度发生变化时,重力做功势能发生变化:
物体下降时重力做正功,势能减小
物体举起时重力做负功,势能增大
同学们观察甲、乙两图,小球从A到B(B')的过程
甲:一个质量为m的物体,从与地面高度为h1的位置A,竖直向下运动到高度为h2的位置B,这个过程中重力做的功是
W=mgΔh=mgh1-mgh2
乙:质量为m的物体仍然从上向下运动,高度由h1降为h2,但这次不是沿竖直方向,而是沿着一个斜面向下运动到B'。物体沿斜面运动的距离是l,在这一过程中重力做的功是
W=mglcosθ=mgΔh=mgh1-mgh2
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,与物体运动的路径无关。
只要起点和终点的位置不变,无论物体沿什么路径运动,重力所做的功都相同。
Ep=mgh (h具有相对性)
物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
2.定义式:
焦耳(J)
标量,有正负之分,正负表示相对大小。
3.单位:
定义:
4.量性:
负值:位于参考平面以下,Ep<0
正值:位于参考平面以上,Ep>0
重力势能 Ep
1J=1kg·m·s-2·m=1N·m
重力势能的改变和重力做功之间有怎样的关系呢?
1、由高处向低处运动时:
重力做正功,重力势能的减少量等于重力所做的功WG>0,EP1>EP2
重力势能减小
2、由低处向高处运动时:
重力做负功,重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功 WG<0,EP1<EP2
重力势能增大
WG=EP1-EP2 =-△Ep
重力势能的相对性
物体的重力势能总是相对于某一水平面来说,这个水平面叫做参考平面又叫做零势能面。
在这个水平面上,物体的重力势能取为零。
通常选择地面为参考平面。
关于重力势能说法正确的是
A.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零。
B.在不同高度的物体,它们具有的重力势能可能相同。
C.重力势能是物体和地球共有的,而不是物体单独具有的。
D.零势能参考平面确定后,如果物体的重力势能发生变化,则重力一定对它做了功。
B