重力做的功由重力大小和重力方向上发生的位移(数值方向上的高度差)决定。 公式:WG=mg·Δh 注意 重力做功与物体的运动路径无关,只决定于运动初始位置的高度差。 物体由于位于高处而具有的能量。 表达式:Ep=mgh h为物体重心到参考平面的竖直高度,单位焦耳,简称焦,符号J。 重力势能总是相对于某个水平面来说的,这个水平面叫参考平面,也叫零势能面。 影响因素 物体的质量m和所在的高度h 标量:正负不表示方向 重力势能为正,表示物体在参考面的上方; 重力势能为负,表示物体在参考面的下方; 重力势能为零,表示物体在参考面的上。 重力势能的变化 ΔEp=Ep2-Ep1,即末状态与初状态的重力势能的差值。 对Ep=mgh的理解 ①其中h为物体重心的高度。 ②重力势能具有相对性,是相对于选取的参考平面而言的。选择不同的参考平面,确定出的物体高度不一样,重力势能也不同。 ③重力势能可正可负,在参考平面上方重力势能为正值,在参考平面下方重力势能为负值。 重力势能是标量,其正负表示比参考平面高或低。 注意 a、在计算重力势能时,应该明确选取参考平面。 b、选择哪个水平面作为参考平面,可视研究问题的方便而定,通常选择地面作为参考平面。 系统性 重力势能属于地球和物体所组成的系统,通常说物体具有多少重力势能,只是一种简略的说法。 重力做功与重力势能变化的关系 重力势能变化的过程也就是重力做功的过程,重力做正功,重力势能减少; 重力做负功,重力势能增加,即满足WG=-ΔEp=Ep1-Ep2。 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,而跟物体运动的路径无关。 重力势能 地球上的物体具有的和它的高度有关的能量,叫做重力势能。
即物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
重力势能的变化和重力做功的关系 Wmg=—△EP (1)物体的高度下降时,重力做正功,重力势能减少,重力势能减少的量等于重力所做的功;
重力势能的相对性 参考平面上,EP=0; 参考平面的选取一般以研究问题的方便为原则。 对选定的参考平面而言:
重力势能的系统性 如果没有地球,就谈不上重力势能,因此,严格说:重力势能是地球与物体这一系统所共有的,不是物体单独所有的,通常说某物体的重力势能是多少,只是一种简化的说法。 重力做的功与重力势能的变化关系 物体高度变化的时候重力做的功与重力势能的关系如下 ①高度下降:从高为h1的地方下落到高 h2的地方 重力与位移的方向相同,重力做正功。 WG=mgΔh=mgh1 - mgh2 =Ep1-Ep2 重力势能的变化: ΔEp=Ep2 -Ep1 则:WG= - Δ Ep(重力做的功等于重力势能的减少量) 结论:物体高度下降时,重力做正功,重力势能减少; 重力做的功等于重力势能的减少量。 ②物体高度上升 同理得 高度上升,物体的重力做负功,重力势能增加; 克服重力做的功等于重力势能的增加量。 |
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