四、重力势能【要点导学】1、本节学习的重点是重力势能:重力势能的计算、重力势能变化与重力做功的关系、重力势能的相对性
2、物体由于 而具有的能量叫做重力势能,表达式 EP=
重 力势能是 量,有正负之分
重力势能具有相对性,与参考面选择有关,式中的 h是指物体重心到 的高度
通常选择 作为参考面,也可以选物体系中的最低点为重力势能零点,这样可以避免出现负势能问题
3、重力做功的特点是
重力做正功,物体的重力势能 ,重力做负功(也称物体克服重力做正功)时,物体的重力势能
用公式表示可写成
4、势能也叫 ,是由 决定的,因而重力势能是物体和地球组成的系统共有的
【范例精析】例 1 在高处的某一点将三个质量相同的小球以相同的速率 v0分别上抛、平抛、下抛,那么以下说法正确的是 【 】A、从抛出到落地过程中,重力对它们所做的功都相等B、从抛出到落地过程中,重力对它们做功的平均功率都相等C、三个球落地时,重力的瞬时功率相同D、如果考虑空气阻力,则从抛出到落地过程中,重力势能变化不相等解析 由于重力做功与路径无关,只是与初末位置高度差有关,三个小球初末位置高度差相同,所以重力做功都相等,A 正确
三个球在空中运动时间不一样,它们时间关系是 t 上抛>t 平抛>t 下抛,而平均功率 F=W/t ,所以平均功率不相等,B 错
落地时三个球的速率相等,但速度方向不同,瞬时功率 P 瞬=Fvcosα=mgvcosα,上抛和下抛 α=00,而平抛物体落体时 α≠00,故瞬时功率不相等,C 错
重力势能的变化只与重力做功有关,重力做功相等,三个球的重力势能变化应该相等,故 D 也错
正确答案:A
拓展 竖直上抛一球,球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于小球的速度【 】A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B、上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C、上升过程中克