2.物体下降时重力做正功,物体上升时重力做负功.
3.在一些往复运动或多个运动过程的复杂问题中求重力做功时,利用重力做功的特点,可以省去大量中间过程,一步求解.
例1 在同一高度,把三个质量相同的球A、B、C分别以相等的速率竖直上抛、竖直下抛和平抛,它们都落到同一水平地面上.三个球在运动过程中,重力对它们做的功分别为WA、WB、WC,重力的平均功率分别为PA、PB、PC,则它们的大小关系为( )
A.WA>WB=WC,PA>PB=PC
B.WA=WB=WC,PA=PB=PC
C.WA=WB=WC,PB>PC>PA
D.WA>WB>WC,PA>PB>PC
答案 C
解析 由重力做功特点知:WA=WB=WC;从抛出到落地的时间,由运动学知识知:tB
二、重力势能
[导学探究] 如图3所示,质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处.求下列两种情况下,重力做的功和重力势能的变化量,并分析它们之间的关系.
图3
(1)以地面为零势能参考面;
(2)以B处所在的高度为零势能参考面.
答案 (1)重力做的功WG=mgΔh=mg(h2-h1),选地面为零势能参考面,EpA=mgh2,EpB=mgh1,重力势能的变化量ΔEp=mgh1-mgh2=-mgΔh.
(2)选B处所在的高度为零势能参考面,重力做功WG=mgΔh=mg(h2-h1).物体的重力势能EpA=mg(h2-h1)=mgΔh,EpB=0,重力势能的变化量ΔEp=0-mgΔh=-mgΔh.
综上两次分析可见WG=-ΔEp,即重力做的功等于重力势能的变化量的负值,而且重力势能的变化与零势能参考面的选取无关.
[知识深化]
1.重力做功与重力势能变化的关系:
WG=Ep1-Ep2=-ΔEp
2.重力势能的相对性
物体的重力势能总是相对于某一水平参考面,选不同的参考面,物体重力势能的数值是不