基本信息
第4节 重力势能
理解领悟
重力势能是机械能的重要内容。要从重力做功与路径无关的特点出发,理解建立重力势能概念的可能性,掌握重力势能的定义式,明确重力做功和重力势能变化的关系。
基础级
1.研究重力势能的出发点
我们知道,物体由于被举高而具有重力势能。而物体的高度发生变化时,必然伴随着重力做功。因此,重力势能与重力做功是密切相关的,认识重力势能不能脱离对重力做功的研究。研究重力做功,是我们研究重力势能的出发点。
2.重力做功与路径无关
重力做功有什么特点呢?
重力是由于地球的吸引而使物体受到的力,其方向竖直向下,在地面附近其大小可看作恒量,g=mg。当物体下降时,重力做正功;当物体上升时,重力做负功。
如图5—25所示,质量为m的物体经三条不同的路径,从高度是h1的位置运动到高度是h2的位置。
第一次物体竖直向下运动(图中路径1):重力所做的功
wg=mgh=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2。
第二次物体沿倾斜直线向下运动(图中路径2):设倾斜直线与竖直方向成θ角,物体通过的距离为s,则重力所做的功
wg=mgscosθ=mgh=mg(h1-h2)=m