7.4、重力势能
观察 复活节岛 巴林杰陨石坑
怎样来探究重力势能的表达式？ 物体一旦处在一定高度时，就具有了一定的能量。而当它从所处的的高处落下时，这些能量就会以做功的方式释放出来 在初中我们已经学过：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能． 那么重力势能的大小与什么有关，又如何定量表示呢? 怎样来探究重力势能的表达式？
一、重力的功 mg mg mg 类型1: 类型2: 类型3: WG＝mgh＝mgh1－mgh2 B A mg l B θ mg A B A mg Δh1 A1 A2 A3 h h1 h2 Δh2 Δh3 类型1: 类型2: 类型3: WG＝mgh＝mgh1－mgh2 WG＝mgl cosθ＝mgh＝mgh1－mgh2 WG＝mgΔh1＋mgΔh2＋mgΔh3＋… ＝mgh ＝mgh1－mgh2
初态和末态的表达式均为“mgh”，可见“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。 结论 重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关（只跟它的初末位置的高度差有关），而跟物体运动的路径无关。（无论路径是直线还是曲线、光滑还是粗糙） WG＝mgh1－mgh2 初态和末态的表达式均为“mgh”，可见“mgh”是一个具有特殊意义的物理量。
重力势能 Ep=mgh 二、重力势能 物体的重力势能等于它所受到的重力与所处高度的乘积． 我们把物理量mgh叫做物体的重力势能． 说明：重力势能是标量． 单位：焦耳，1 J=1 kg·m·s-2·m=1 N·m
思考 h m’ m h m h’ m 质量相同时，高度越高，重力势能越大 高度相同时，质量越大，重力势能越大？
二、重力势能 重力做功和重力势能的关系： WG＝mgh1－mgh2 重力做的功 末态的重力势能 初态的重力势能
重力势能的变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。 ①当物体由高处向低处运动时： 重力做了多少正功，重力势能减小多少。即WG＞０，EP1＞EP2 WG＝EP1－EP2 ②当物体由低处向高处运动时： 重力做了多少负功，重力势能增大多少。 即WG＜０，EP1＜EP2 重力势能的变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。
三、重力势能的相对性 重力势能的变化 EPB－EPA ＝-2mgh EPB=-2mgh EPB=-3mgh B 重力势能具有相对性，为了比较势能的大小我们通常选一个参考面，处在参考面的物体的重力势能为0 ，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力势能是负数。
说明 1、参考面（0势能面）的选取是任意的。 2、选不同的参考面物体的重力势能各不相同,但重力势能的变化和重力做功与参考平面无关。 3、通常选地面为参考面。
例： 如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2) 参考 平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化 桌面 地面 h1 h2 A B 6J -4J 10J -10J 10J 10J -10J ►选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同， 但对于一个确定的物理过程，WG和△EP与参考面的 选择无关
重力势能的系统性 重力势能应该是物体与地球组成的系统共同具有的，而不是地球上某一个物体单独具有的。 那么重力势能是谁具有的呢? 不只是重力势能，任何形式的势能，都是相应的物体系统由于其中各物体之间，或物体内的各部分之间存在相互作用而具有的能，是由各物体的相对位置决定的．
小结 1.重力做功：与起点和终点的位置有关．与物 体的路径无关． 2.重力势能：物体的重力势能等于它所受的 重力和所处高度的乘积． 3.重力势能的相对性 重力势能与参考平面的选取有关．重力势能的变化量与参考平面的选取无关． 4.重力势能的系统性 势能是物体和地球所共有的．