第四节 重力势能课堂探究探究一 对重力势能的理解问题导引如图所示是研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验示意图,从图中你能知道重力势能与哪些因素有关吗?提示:实验中采用控制变量法来研究重力势能的影响因素。由甲和乙可知,重力势能与高度有关;由甲和丙可知,重力势能与物体的质量有关。名师精讲1.重力势能的“四性”(1)系统性:重力势能是物体和地球所组成的系统共同具有的能量,不是地球上的物体单独具有的,平时我们所说的“物体的重力势能”是一种简化的说法。(2)相对性:重力势能 Ep=mgh 与参考平面的选择有关,式中的 h 是物体重心到参考平面的高度。重力势能是标量,只有大小而无方向,但有正负之分。当物体在参考平面上方时,Ep为正值;当物体在参考平面下方时,Ep为负值。注意物体重力势能的正负是表示比零势能大,还是比零势能小。(3)参考平面选择的任意性:视处理问题的方便而定,一般选择地面或物体运动时所达到的最低点为零势能面。(4)重力势能变化的绝对性:物体从一个位置运动到另一个位置的过程中,重力势能的变化与参考平面的选取无关,它的变化量是绝对的。2.重力势能是标量物体的重力势能为负值表示物体的重力势能比在参考平面上时具有的重力势能要少,这跟用正负表示温度高低是相似的。特别提醒 (1)Ep=mgh,h 表示物体重心相对参考平面的高度,物体在参考平面上方,h>0,在参考平面下方,h<0;(2)某一过程重力势能的变化为 ΔEp=Ep2-Ep1,它与参考平面的选择无关。【例 1】 (多选)关于重力势能,下列说法中正确的是( )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C.一个物体的重力势能从-5 J 变化到-3 J,重力势能变大了D.在地面上的物体,它具有的重力势能不一定等于零解析:重力势能具有相对性,参考平面的选取不同,其数值也不同,选项 A 错误,D 正确;物体若在参考平面下方,物体与参考平面的距离越大,它的重力势能越小,所以选项 B 错误;重力势能为标量,其“+”“-”表示重力势能的大小,-5 J 应小于-3 J,选项 C 正确。答案:CD1题后反思 由于重力势能具有相对性,因而在某处具有的重力势能的大小与参考平面的选取有关。只有确定了参考平面后,物体的重力势能才能确定。探究二 重力做功和重力势能的关系问题导引如图所示,熟透的苹果从离水面 2 m 处的树枝上落下,后又在水中继续下降 2 m,请...