4.重力势能
[学习目标] 1.知道重力做功与路径无关的特点. 2.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算.(重点) 3.掌握重力做功与重力势能变化的关系.(重点) 4.理解重力势能的相对性.(难点) 5.知道重力势能是物体和地球系统所共有的.
一、重力做功和重力势能
1.重力做的功
(1)特点:只跟物体运动的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关.
物体下降时重力做正功;物体被举高时重力做负功,也可以说成物体克服重力做功.
(2)表达式:WG=mgh=mg(h1-h2),其中h表示物体起点和终点的高度差.h1、h2分别表示物体起点和终点的高度.
2.重力势能
(1)定义:物体由于位于高处而具有的能量.
(2)大小:等于物体所受重力与所处高度的乘积,表达式为Ep=mgh.其中h表示物体(重心)的高度.
(3)单位:焦耳,与功的单位相同.
(4)重力做功与重力势能变化的关系
①表达式:WG=Ep1-Ep2.
②重力做正功,重力势能减小,重力做负功,重力势能增加.
二、重力势能的相对性和系统性
1.相对性
(1)参考平面:物体的重力势能总是相对于某一水平面来说的,这个水平面叫作参考平面.在参考平面上,物体的重力势能取作0.
(2)重力势能的相对性