(g=9.8m/s2)
解析:小球下落高度为5m ,重力做功与路径无关。
2.重力势能的理解
(1)重力势能具有系统性:由物体和地球的相对位置所决定的能叫重力势能,它是物体和地球共有的。
(2)重力势能具有相对性:重力势能Ep=mgh式中h是物体到参考平面的高度,参考平面的选取会影响重力势能的值,在参考平面内,物体的重力势能为零;在参考平面上方的物体,重力势能为正值;在参考平面下方的物体,重力势能为负值。
(3)重力势能变化具有绝对性:尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关,但重力势能的变化量都与参考平面的选择无关,这体现了它的不变性(绝对性)。
(4) 重力势能是标量,但有正负,且正负能反映和比较重力势能的大小。
例3 如图所示,劲度系数为K1的轻质弹簧两端分别与质量m1、m2的物体1、2拴接,劲度系数为K2的轻质弹簧上端与物体2拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物体1缓慢竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中,物体2的重力势能增加了 ,物体1的重力势能增加了 。
解析 先取弹簧K2为研究对象,从受大小为(m1g+m2g)的压力到恢复自然长度,弹力的变化量△F=(m1+m2)g。由胡克定律可知弹簧K2的伸长量。则物体2增加的重力势能
再取弹簧K1为研究对象,从受大小为m1g的压力到受大小为m2g的拉力,弹力变化量为。由胡克定律可知在此过程中弹簧K1的伸长量为,则物体1增加的重力势能