A处平面 零 负值 负值 2.重力势能的两个性质
(1)重力势能的相对性
由于重力势能表达式为Ep=mgh,高度h的相对性决定了重力势能具有相对性。分析上表可知,对于同一物体,选取不同的水平面作为零势能面,其重力势能具有不同的数值,即重力势能的大小与零势能面的选取有关。
(2)重力势能变化的绝对性
物体在两个高度不同的位置时,由于高度差一定,重力势能之差也是一定的,即物体的重力势能的变化量与参考平面的选取无关。
[典型例题]
例1.如图所示,桌面距地面0.8 m,一物体质量为2 kg,放在距桌面0.4 m的支架上(g=10 m/s2,支架未画出)。以地面为参考平面,计算物体具有的重力势能,并计算物体由支架下落到桌面的过程中,重力势能的减少量。
[解析] 以地面为参考平面,物体的高度h1=1.2 m
物体的重力势能
Ep1=mgh1=2×10×1.2 J=24 J
物体落至桌面时的高度h2=0.8 m,
重力势能
Ep2=mgh2=2×10×0.8 J=16 J
物体重力势能的减少量
ΔEp=Ep1-Ep2=24 J-16 J=8 J
[答案] 24 J 8 J
[点评] 求解重力势能的两种方法
(1)根据重力势能的定义求解:选取零势能面,由Ep=mgh可求质量为m的物体在距零势能面h高度处的重力势能。
(2)由重力做功与重力势能变化的关系求解:由WG=Ep1-Ep2 知Ep2=Ep1-WG或Ep1