重力势能的公式和定义

一、重力势能的公式和定义

1、公式：$E_{\rm p}＝mgh$，式中$h$是物体重心到参考平面的高度。

2、定义：物体由于被举高而具有的能。

3、单位：焦耳，符号是J。

4、相对性：$E_{\rm p}＝mgh$中的$h$是物体重心相对参考平面的高度，参考平面选择不同，则物体的高度$h$不同，重力势能的大小也就不同。

5、系统性：重力是地球与物体相互吸引产生的，所以重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化说法。

6、重力势能与重力做功的联系：$W_{\rm G}＝E_{{\rm p}1}-E_{{\rm p}2}$，重力势能变化的过程，也就是重力做功的过程，重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且重力做了多少功，重力势能就变化了多少。

7、重力势能与重力做功的区别：

（1）定义:重力势能是物体由于被举高而具有的能；重力做功是重力对物体所做的功。

（2）影响大小的因素：重力势能和重力和某一位置的高度有关；重力做功与重力和初、末位置的高度差有关。

（3）特点：重力势能与参考平面的选择有关，同一位置的物体，选择不同的参考平面会有不同的重力势能，重力势能是状态量；重力做功只与初、末位置的高度差有关，与路径及参考平面的选择无关。重力做功是过程量。

（4）标矢性：二者都是标量，但重力势能的正负表示物体所在的位置在参考平面的上方还是下方，或理解为比处于参考平面上时的重力势能多还是少；重力做功的正负表示重力是动力还是阻力。

二、重力势能的相关例题

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

C．一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能增加了

D．在地面上的物体具有的重力势能一定等于零

答案：C

解析：物体的重力势能与参考平面的选取有关，同一物体在同一位置相对不同的参考平面的重力势能不同，A选项错；物体在零势能面以上，距零势能面的距离越大，重力势能越大，物体在零势能面以下，距零势能面的距离越大，重力势能越小，B选项错；重力势能中的正、负号表示大小，-5J的重力势能小于-3J的重力势能，C选项对；只有选地面为零势能面时，地面上的物体的重力势能才为零，否则不为零，D选项错。