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变化量的相反数,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同的.故在计算重力势能时,必须首先选取参考平面.
3.重力势能是标量,但有正负之分,物体在零势能面上方,物体的重力势能是正值,表示物体的重力势能比在参考平面上时要大,物体在零势能面下方,物体的重力势能是负值,表示物体的重力势能比在参考平面上时要小.
4.重力势能的变化量与参考平面的选择无关.
例2 下列关于重力势能的说法正确的是( )
A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定
B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大