重力势能和电势能的比较

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势能的解释

势能的解释
势能是一种物理量,描述了物体或系统在特定条件下所具有的潜在能量。

在物理学中,势能通常与一个物体或系统的质量、位置和相对运动状态有关。

势能的定义可以简单地描述为:一个物体或系统在空间中某一特定位置所具有的能量,这个能量的大小与物体或系统的质量以及该位置到物体或系统重心的距离有关。

势能的类型有很多,包括重力势能、电势能、弹性势能等等。

重力势能是由于物体受到重力而所具有的能量,与物体的质量有关。

电势能是由于电荷在电场中所具有的能量,与电荷的质量和电场强度有关。

弹性势能是由于物体受到外力作用而所具有的能量,与物体的弹性有关。

势能的转换可以用于很多领域。

例如,在工业制造中,势能可以用来控制机械运动。

在能源领域中,势能可以用来驱动涡轮机等机械设备。

在金融领域中,势能可以用来进行股票买卖等交易活动。

除了常见的势能类型外,还有很多关于势能的有趣的概念和现象。

例如,动能和重力势能之间的相互转化就是著名的“洛伦兹变换”,对于物理学和工程学的研究具有重要的应用价值。

势能是物理学中一个非常重要的概念,可以用于描述物体或系统在不同条件下所具有的潜在能量,并在许多领域中发挥着重要的作用。

重力势能和电势能类比.

EPB
=3×10-5
J
EPC=1.8×10-5 J
（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少？
EPA= -3×10-5 J
EPC=-1.2×10-5 J
•3：电势是标量，可以是负值。
•4：计算时EP,q, φ都带正负号。
5.WAB q A qB
1.沿着电场线方向,电势将怎样变化? 电势不断降低 2.如何确定电场中某点的电势? 应先确定电场中某点的电势为零(通常取离场源电荷无限远处或大地的电势为零.) 3.电势为负数时,负号表示方向吗? 电势是标量,只有大小,没有方向.负电势只表示电势比零电势低.
EP由电荷间的相对位置决定
电场力作功，电势能改变电场力做正功，电势能就减少电场力做负功，电势能就增加
W重 = EP1-EP2
W电 = EPA-EPB
而电势能的大小是与试探电荷的电量q有关的（因q
越大，其所受电场力就越大，具有的做功本领大，
电势能也就大），故不能用“电势能”来描述电场
的能的性质.
小结
练一练1：将带电量为6×10-6C的负电荷从电场中的A 点移到B点，克服电场力做了3×10-5J的功，再从B移到C，电场力做了1.2×10-5J的功，则（1）电荷从A移到B，再从B移到C的过程中电势能共改变了多少？增加了1.8×10-5J. （2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B 点和C点的电势能分别为多少？
一、静电力做功的特点：与路径无关，只与起点和终点的位置有关二、电势能：电荷在电场中具有的势能 1、静电力做的功等于电势能的减少量： WAB=EPA-EPB 静电力做正功，电势能减少静电力做负功，电势能增加 2、电荷在某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功 3、电势能是相对的，须建立零势能参考面。电势能有正负之分，负值表示比零还要小

高中物理必修课《电势能和电势、电势差》知识讲解及考点梳理

高中物理必修课《电势能和电势、电势差》知识讲解及考点梳理【学习目标】1．类比重力场理解静电力做功、电势能的变化、电势能的确定方法； 2．理解电势的定义以及电势差的意义，会比较两点电势的高低； 3．理解电势对静电场能的性质的描述和电势的叠加原理；4．明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系. 【要点梳理】要点一、静电力做功的特点在电场中将电荷q 从A 点移动到B 点，静电力做功与路径无关，只与A 、B 两点的位置有关. 说明：（1）静电力做功的特点不仅适用于匀强电场，而且适用于任何电场；（2）只要初、末位置确定了，移动电荷q 做的功就是W AB 就是确定值.要点二、电势能要点诠释： (1)定义电荷在电场中具有的势能叫电势能.类似于物体在重力场中具有重力势能.用Ep 表示. (2)静电力做功与电势能变化的关系静电力做的功就等于电势能的减少量,即AB A B W =Ep -Ep .即静电力做多少正功,电荷电势能一定减少多少；静电力做多少负功,电荷电势能一定增加多少. （3）电势能的大小 ①零势点及选取和计算重力势能一样，电势能的计算必须取参考点，也就是说，电势能的数值是相对于参考位置来说的.所谓参考位置，就是电势能为零的位置，参考位置的选取是人为的，通常取无限远处或大地为参考点. ②电势能的计算设电荷的电场中某点A 的电势能为A Ep ，移到参考点O 电场力做功为W AO ，即AOpA pO W =E －E ，规定O 为参考点时，就有AO pA W =E ，也就是说电荷在电场中某点的电势能等于将这个电荷从电场中的该点移到零势点的过程电场力所做的功. (4)电势能与重力势能的类比要点三、电势要点诠释： (1)定义:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势,用ϕ表示. 电势是表征电场中某点能的性质的物理量，仅与电场中某点性质有关，与电场力做功的值及试探电荷的电荷量、电性无关. （2）定义式: p E qϕ=（3）单位：电势的单位是伏特（V ），1V=1J/C（4）电势高低与电场线的关系：沿电场线方向，电势降低. 要点四、等势面要点诠释：(1)定义:电场中电势相同的各点构成的面,叫做等势面. （2）等势面的特点：①在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功； ②电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面； ③等势面越密，电场强度越大； ④等势面不相交，不相切.（3）几种电场的电场线及等势面 ①孤立正点电荷：②等量异种电荷：③等量同种电荷:④匀强电场:注意：①等量同种电荷连线和中线上连线上：中点电势最小中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零. ②等量异种电荷连线上和中线上连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小. 中线上：各点电势相等且都等于零.要点五、电势差要点诠释：1．定义：电荷q 在电场中A 、B 两点间移动时，电场力所做的功W AB 跟它的电荷量q 的比值，叫做A 、B 间的电势差，也叫电压． 2.公式：ABAB W U q＝3.单位：伏(V )4．电势差与电势的关系：AB A B U ϕϕ＝－，电势差是标量，可以是正值，也可以是负值. 【典型例题】类型一、静电力做功的特点例1、如图所示，在场强为E 的匀强电场中有相距为L 的A 、B 两点，连线AB 与电场线的夹角为θ，将一电荷量为q 的正电荷从A 点移到B 点.若沿直线AB 移动该电荷，电场力做的功W 1＝__________；若沿路径ACB 移动该电荷，电场力做的功W 2＝__________；若沿曲线ADB 移动该电荷，电场力做的功W 3＝__________.由此可知，电荷在电场中移动时，电场力做功的特点是__________.【答案】qELcos θ；qELcos θ；qELcos θ；与路径无关，只与初末位置有关【解析】由功的定义式W=Fscos θ可得，电场力所做的功等于电场力与电荷在电场力方向的分位移scos θ的乘积.由图可以看出无论电荷沿哪个路径移动，电场力的方向总是水平向左的，电场力方向的分位移都是Lcos θ，所以电场力做的功都是qELcos θ，即电场力做功的特点是与路径无关，只与初末位置有关. 【总结升华】电场力做功的大小，与路径无关，只与初末位置有关，这是场力（重力、电场力）做功的一大特点. 举一反三【变式】如图所示，光滑绝缘细杆竖直放置，它与以正电荷为圆心的某一圆周交于B 、C 两点，质量为m ，带电量为-q 的有孔小球从杆上A 点无初速度下滑,AB=BC=h,到B . 求:（1）小球由A 到B 过程中电场力做的功；（2）AC 两点的电势差.【答案】12AB W mgh =2AC mgh U q=-【解析】因为Q 是点电荷，所以以Q 为圆心的圆面是一个等势面，这是一个重要的隐含条件.由A 到B 过程中电场力是变力，所以不能直接用W Fs =来解，只能考虑应用功能关系.（1）因为杆是光滑的，所以小球从A 到B 过程中只有两个力做功：电场力的功W AB 和重力的功mgh ，由动能定理得：212AB B w mgh mv +=代入已知条件B V =得电场力做功11322AB W m gh mgh mgh =-= （2）因为B 、C 在同一个等势面上,所以B C ϕϕ=，即AC AB U U = 由AB AB W qU = 得 2AB AC W mgh U q q==-类型二、电势高低及电势能大小的判断例2、如图所示，xOy 平面内有一匀强电场，场强为E ，方向未知，电场线跟x 轴的负方向夹角为θ，电子在坐标平面xOy 内，从原点O 以大小为v 0方向沿x 正方向的初速度射入电场，最后打在y 轴上的M 点．电子的质量为m ，电荷量为e ，重力不计．则（ )A 、O 点电势高于M 点电势B 、运动过程中电子在M 点电势能最大C 、运动过程中，电子的电势能先减少后增加D 、电场对电子先做负功，后做正功【答案】D【解析】由电子的运动轨迹知，电子受到的电场力方向斜向上，故电场方向斜向下，M 点电势高于O 点，A 错误，电子在M 点电势能最小，B 错误，运动过程中，电子先克服电场力做功，后电场力对电子做正功，故C 错误，D 正确.【总结升华】1．比较电势高低的方法(1)沿电场线方向，电势越来越低．(2)判断出AB U 的正负，再由AB A B U ϕϕ＝－，比较A B ϕϕ、的大小，若0AB U ＞，则A B ϕϕ＞，若0AB U ＜，则A B ϕϕ＜. 2．电势能大小的比较方法(1)做功判断法电场力做正功时电势能减小；电场力做负功时电势能增大．(对正、负电荷都适用). (2)依据电势高低判断正电荷在电势高处具有的电势能大，负电荷在电势低处具有的电势能大. 举一反三【变式1】关于电势与电势能的说法正确的是（） A 、电荷在电场中电势高的地方电势能大B 、在电场中的某点，电量大的电荷具有的电势能比电量小的电荷具有的电势能大C 、正电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能大D 、负电荷形成的电场中，正电荷具有的电势能比负电荷具有的电势能小【答案】CD【解析】正电荷在电势高处的电势能比电势低处的电势能大，负电荷则反之，所以A 错．当具有电势为正值时，电量大的电荷具有的电势能大于电量小的电荷具有的电势能，当电势为负值，恰好相反，所以B 错．正电荷形成的电场中，电势为正值，这样电势与正电荷的电量来积为正值，而负电荷在正电荷形成的电场中电势能为负值，因此C 正确．负电荷形成的电场中，电势为负值，因而正电荷具有的电势能为负值，负电荷具有的电势能为正值，所以D 正确．【变式2】如图所示,固定在Q 点的正点电荷的电场中有M ､N 两点,已知MQ<NQ ,下列叙述正确的是( ) A 、若把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点,则电场力对该电荷做功,电势能减少 B 、把一正的点电荷从M 点沿直线移到N 点,则该电荷克服电场力做功,电势能增加 C 、把一负的点电荷从M 点沿直线移到N 点,则电场力对该电荷做功,电势能减少D 、若把一负的点电荷从M 点移到N 点,再从N 点沿不同路径移回到M 点,则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功,电势能不变【答案】AD【高清课程：电势和电势能】【变式3】一个正电荷从无穷远处（电势为0）移入电场中的M 点，电场力做功8.0×10-9焦耳，若将另一个等量的负电荷从无穷远处移入同一电场中的N 点，必须克服电场力做功9.0×10-9焦耳，则M 、N 两点的电势大小的关系是( )A ．φN ＜φM ＜0B ．0＜φM ＜φNC ．φM ＜φN ＜0D ．0＜φN ＜φM 【答案】A类型三、电场力做功及电场中的功能关系例3、如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m 的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F 将小球向下压至某位置静止．现撤去F ，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为1W 和2W ，小球离开弹簧时速度为v ，不计空气阻力，则上述过程中 ( )A 、小球与弹簧组成的系统机械能守恒B 、小球的重力势能增加1W －C 、小球的机械能增加1221W mv ＋ D 、小球的电势能减少2W【答案】BD【解析】本题考查势能大小和机械能守恒．由于电场力做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故A 选项错误；重力做功是重力势能变化的量度，由题意知重力做负功，重力势能增加，故B 选项正确；小球增加的机械能在数值上等于除重力和弹力外，外力所做的功即W 2.故C 选项错误；根据电场力做功是电势能变化的量度，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加，故D 选项正确．【总结升华】电场中的功能关系 1．功能关系(1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变； (3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化； (4)所有力对物体所做的功，等于物体动能的变化. 2．带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断(1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子受力方向一定沿电场线指向轨迹凹侧； (2)电场力与速度方向间夹角小于90°，电场力做正功；夹角大于90°，电场力做负功. 3.电场力做功的计算方法(1)由公式W Flcos θ＝计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W qElcos θ＝ (2)由W qU ＝来计算，此公式适用于任何形式的静电场 (3)由动能定理来计算：k W W E ∆其他力力＋＝电场 (4)由电势能的变化计算：p1p2W E E 力＝－电场举一反三【变式1】图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0.一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a 、b 点时的动能分别为26 eV 和5 eV.当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为－8 eV ，它的动能应为（） A 、8 eV B 、13 eV C 、20 eV D 、34 eV【答案】C【解析】等势面3的电势为零，则电势能也为零.由于两相邻等势面的电势差相等，又知ka kb E E ＞，则a 点的电势能可表示为2qU -（U 为相邻两等势面的电势差），b 点的电势能可表示为qU .由于总的能量守恒，则有：()ka kb E 2qU E qU +-=+ 即262qU 5qU -=+ 解得qU 7 eV = 则总能量为7 eV 5 eV 12 eV +=当电势能为8 eV -时，动能()0k E 12 eV 8 eV 2 eV =--=.【高清课程：电势和电势能】【变式2】一带电油滴在匀强电场E 中的运动轨迹如图中虚线所示，电场方向竖直向下,若不计空气阻力，则此带电油滴从a 运动到b 的过程中，能量变化情况为 A ．动能减小B ．电势能增加C ．动能和电势能之和减小D ．重力势能和电势能之和增加【答案】C【高清课程：电势和电势能】【变式3】在某一电场中，沿路径abc 移动一电子时，电场力做功分别为W ab =-4eV ，W bc =+2eV ，则三点电势a b c ϕϕϕ、、大小关系为，电势最高点与最低点的电势差为 .若将该点电荷从c 点移到a点，电场力做功为 .【答案】φa >φc >φb 4V 2eV 类型四、电场线与等势面的关系例4、如图所示，实线为电场线，虚线为等势面，且AB=BC ，电场中的A 、B 、C 三点的场强分别为A B C E E E 、、，电势分别为A B C ϕϕϕ、、，AB 、BC 间的电势差分别为AB BC U U 、，则下列关系中正确的有( ) A 、A B C ϕϕϕ>> B 、C B A E E E ＞＞ C 、AB BC U U ＜ D 、AB BC U U =【答案】ABC【解析】沿着电场线的方向电势降低，所以A B C ϕϕϕ>>，选项A 正确；电场线密的地方电场强度大，所以C B A E E E ＞＞，选项B 正确；沿着电场线的方向电势降低U E l ∆=∆，在l ∆相同（AB=BC ）的情况下，场强大的区间电势差也大，所以AB BC U U ＜，选项C 正确.【总结升华】等势面的特点：电场中电势相等的点所组成的面为等势面.它具有以下特点：（1）各点电势相等．（2）等势面上任意两点间的电势差为零．（3）电荷沿着等势面运动，电场力不做功．（4）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其面为等势面．（5）匀强电场，电势差相等的等势面间距离相等，点电荷形成的电场，电势差相等的等势面间距不相等，越向外距离越大．（6）等势面上各点的电势相等但电场强度不一定相等．（7）电场线跟等势面垂直，且由电势高的面指向电势低的面.（8）两个等势面永不相交．举一反三【变式1】某同学研究电子在匀强电场中的运动时，得到了电子由a点运动到b点的轨迹(虚线所示)，图中一组平行实线可能是电场线，也可能是等势面，则下列说法正确的是( )A、不论图中实线是电场线还是等势面，a点的电势都比b点的电势低B、不论图中实线是电场线还是等势面，a点的场强都比b点的场强小C、如果图中实线是电场线，电子在a点动能较大D、如果图中实线是等势面，电子在b点动能较小【答案】D【解析】如果实线是电场线，由运动轨迹判断，电子受水平向右的电场力，场强方向水平向左，a点的电势低于b点的电势，电子在a点动能较小；如果实线是等势面，由运动轨迹判断，电子受竖直向下的电场力，场强方向竖直向上，a点的电势高于b点的电势，电子在b点动能较小.故D项正确，其他三项都不正确.【变式2】如图所示，一电场的电场线分布关于y轴(沿竖直方向)对称，O、M、N是y轴上的三个点，且OM＝MN. P点在y轴右侧，MP⊥ON.则( )A、M点的电势比P点的电势高B、将负电荷由O点移动到P点，电场力做正功C、M、N两点间的电势差大于O、M两点间的电势差D、在O点静止释放一带正电粒子，该粒子将沿y轴做直线运动【答案】AD【解析】本题考查由电场线的分布确定电场的任意位置场强大小、电势高低及带电粒子在电场中力与运动的关系，意在考查考生对电场线、场强、电势、电势差等基本概念的理解能力．在静电场中，沿着电场线方向，电势降低，A项正确；负电荷在电场中受力方向与电场线的切线方向相反，故由O向P运动时，电场力做负功，B项错；由电场线的疏密程度可知，OM段的任意点场强均大于MN段任意点场强，故移动同一正电荷在OM段和MN段间运动，电场力在OM段做功较多，故OM两点间电势差大于MN两点间电势差，C 项错；根据电场线关于y轴对称，故y轴上场强方向处处沿y轴正方向，故带正电粒子受力始终沿y轴正方向，故粒子做直线运动，D项正确．【高清课程：电势和电势能】【变式3】如图所示的实线为一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点.带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（）A ．带电粒子所带电荷的符号B ．带电粒子在a 、b 两点的受力方向C ．带电粒子在a 、b 两点的速度何处大D ．带电粒子在a 、b 两点的电势能何处大【答案】BCD类型五、电场强度与电势的关系例5、如图，P 、Q 是等量的正点电荷，O 是它们连线的中点，A 、B 是中垂线上的两点，OA ＜OB ，用E A 、E B 和A ϕ、B ϕ分别表示A 、B 两点的电场强度和电势，则（）A 、E A 一定大于EB ，A ϕ一定大于B ϕ B 、E A 不一定大于E B ，A ϕ一定大于B ϕC 、E A 一定大于E B ，A ϕ不一定大于B ϕD 、E A 不一定大于E B ，A ϕ不一定大于B ϕ【答案】B【解析】P 、Q 所在空间中各点的电场强度和电势由这两个点电荷共同决定，电场强度是矢量，P 、Q 两点电荷在O 点的合场强为零，在无限远处的合场强也为零，从O 点沿PQ 垂直平分线向远处移动，场强先增大，后减小，所以E A 不一定大于E B .电势是标量，由等量同号电荷的电场线分布图可知，从O 点向远处，电势是一直降低的，故A ϕ一定大于B ϕ，所以只有B 对.【总结升华】电场强度与电势的大小没有直接的关系，它们是从两个不同的角度描述场性质的物理量. ⑴电势是反映电场能的性质的物理量，而电场强度反映电场力的性质的物理量 ⑵电势是标量，具有相对性，而电场强度是矢量.⑶电势的正负有大小的含义，而电场强度的正负表示方向，并不表示大小.(4)电势与电场强度的大小没有必然的联系，某点的电势为零，电场强度可不为零，反之亦然. (5)电势和电场强度都是由电场本身的因素决定的，与检验电荷无关举一反三【变式1】在静电场中（）Ａ、电场处处为零的区域内，电势也一定处处为零Ｂ、电场强度处处相同的区域内，电势也一定处处相同Ｃ、电场强度的方向总是跟等势面垂直的Ｄ、沿着电场强度的方向，电势总是不断降落【答案】CD电势能和电势、电势差【学习目标】5．类比重力场理解静电力做功、电势能的变化、电势能的确定方法； 6．理解电势的定义以及电势差的意义，会比较两点电势的高低； 7．理解电势对静电场能的性质的描述和电势的叠加原理；8．明确场强和电势的区别与联系以及对应的电场线和等势面之间的区别和联系。

2020版新教材高中物理第2章电势能与电势差 1 静电力做功与电势能练习(含解析)鲁科版第三册

静电力做功与电势能一静电力做功与路径的关系1.静电力做功的特点:（1）静电力对电荷所做的功与电荷的初末位置有关,与电荷经过的路径无关.该结论适用于任何静电场。

（2）无论带电体在电场中做直线运动,还是做曲线运动，无论带电体只受静电力作用还是受多个力作用,无论静电力做正功还是负功,静电力做功的特点不变。

2。

静电力做功正负的判定:(1)若电场力是恒力，当电场力方向与电荷位移方向夹角为锐角时，电场力做正功;夹角为钝角时，电场力做负功；夹角为直角时,电场力不做功。

(2）根据电场力与瞬时速度方向的夹角判断.此法常用于判断曲线运动中变化电场力的做功情况。

夹角是锐角时，电场力做正功;夹角是钝角时,电场力做负功；电场力和瞬时速度方向垂直时，电场力不做功。

（3）若物体只受电场力作用，可根据动能的变化情况判断。

根据动能定理，若物体的动能增加，则电场力做正功；若物体的动能减少,则电场力做负功.【思考·讨论】结合图示分析，试探电荷q在场强为E的匀强电场中沿以下三种路径从A运动到B，(AB之间距离为L，AB连线与电场强度方向夹角为θ）,路径1:q沿直线从A到B；路径2:q沿折线从A到M、再从M到B;路径3:q沿任意曲线从A到B；静电力沿不同路径做的功分别是多少?相同吗？由此我们得到电荷在电场中移动时，静电力做功的特点是什么？（物理观念)提示:沿不同路径运动,q的初末位置相同，静电力做功均相同,静电力做的功W=qELcosθ,电荷在电场中移动时,静电力做功的特点是:静电力做功与运动路径无关，取决于初末位置的电势差。

【典例示范】如图所示，,匀强电场的电场强度，方向与AB平行,A、B间距为d,分别求点电荷沿图中三条路径从A运动到B 时,静电力对它所做的功。

【审题关键】序号信息提取①正电荷受力的方向与电场强度的方向相同②电荷受的力为恒力【解析】电荷从A到B静电力做的功是W AB=Fd=qEd,电荷从A到C再到B静电力做的功是W ACB=FLcosθ+FL′cos90°=qEd,电荷从A 到D再到B静电力做的功是W ADB=FL1cosα+FL2cosβ=qEd。

重力场与电场的比较

重力场与电场的比较
前言：在科学研究中涉及到归纳推理、演绎推理、类比推理等推理方式。

由大量的现象、实验归纳出一般的结论，用的就是归纳推理，如牛顿第一定律的发现。

由一般的结论（规律）去解决大量的问题用的就是演绎推理，如任何碰撞问题都可用动量守恒定律去解决。

由两件事物的相似性类推出相似的性质，用的就是类比推理，如电场与重力场具有相似性，由重力场可以类推出电场的性质。

又如磁场与电场具有相似性，可以由电场类推出磁场的性质。

为什么鲸不属于鱼类而属于哺乳动物？因为鲸与哺乳动物具有相似性。

（小学语文五年级上册40页，人教版）类比推理可以让一些抽象的问题变得具体，让一些复杂的问题变得简单，是科学。

电势能电势与电势差

特别提醒：当涉及φ、Ep、q三者关系的问题时，一
定要考虑三者的正负号问题。
五、等势面（见教材P22发展空间）
1、等势面：电场中电势值相等的各点构成的曲面。
通常相邻等势面之间的电势差相等。 (称为等差等势面） 2、几种常见的等势面
点电荷的电场的等势面
等量异种电荷电场的等势面
（2）如果规定A点的电势能为零，则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少？
EPB=3×10-5 J
EPC=1.8×10-5 J
（3）如果规定B点的电势能为零，则该电荷
在A点和C点的电势能分别为多少？
EPA= -3×10-5 J
EPC=-1.2×10-5 J
三、电势（P19讨论交流）
1. 定义: 电荷在电场中某一点的电势能EP与它的电荷量q的比值。
5. 如果移动负电荷，1—4结论又如何？
B
BE
F
Aө
++
A
өq
F
－q
M M
一、电场力做功的特点
把正电荷沿不同
B
路径从A点移到B
电场力做功？
A ++
ө
q
F
M
WAB = F·|AB|cosθ=qE·|AM|
在匀强电场中移动电荷时，电场力做的功与电荷经过的路径无关,只与电荷的起始位置和终止位置有关（即：与初、末两点在电场线上的距离有关）
（2）电场线跟等势面垂直，且由电势较高的等势面指向电势较低的等势面
（3）等势面密处场强大、电场线密，等势面疏处场强小、电场线疏
（4）不同等势面在空间不相交、不相切
（5）处于静电平衡状态的导体是一个等势体，其表面为一个等势面，匀强电场的等势面是一组相互平行的疏密均匀的平面。

3_第一章第四节：电势能电势

W=-∆EP=EP1-EP2 保守力做正功，对应势能必减少。反之，增加。.
势能求解的一般方法
EP=W
相对性
零势能面的位置不同，则势能不同。一般规定无穷远或大地为零势能面。
Q
+
A
B
1）带电量q=+2C试探电荷在A处和B处的电势能分别为EpA和EpB，哪一个更大，是正值还是负值？（结论：沿着保守力的方向电势能降低，此处可以将保守力想象成重力。） 2）若q=-2C，电势能E'pA 与E'pB，哪一个更大，是正值还是负值？ 3）E'pA与EpA哪个更大？ 4）若把 q=+2C的试探电荷，从A点到无穷远处，电场力做功为6J，则EpA=？若q=+4C，仍旧从A点移动到无穷远处，EpA=？若q=+6C，……EpA=？若q= -2C，……EpA=？
A
电势降低的方向一定是电场线的方向？
D
C
B
问：
沿不同路径AB、AC、AD电势差有何关系？
沿哪条线电势降低最快？（即在单位长度上哪条线电势变化量大？）结论：沿着电场线的方向，电势降低最快。
5、如图所示，固定在Q点的正点电荷的电场中有M、N两点，已知MQ<NQ，下列叙述正确的是( ) A．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少 B．若把一正的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能增加 C．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，则电场力对该电荷做功，电势能减少 D．若把一负的点电荷从M点沿直线移到N点，再从N点沿不同路径移回到M点，则该电荷克服电场力做的功等于电场力对该电荷所做的功，电势能不变
总结
三种力和对应势能的关系都是相同的重力势能电势能弹性势能

电势能与重力势能的对比

电势能与重力势能的对比在物理学中，电势能和重力势能是两个重要的概念。

它们描述了不同物理系统中的能量，但在很多方面也存在一些相似之处。

本文将对电势能和重力势能进行对比，并分析它们在不同情况下的特点和应用。

一、电势能电势能是指电荷在电场中由于位置而具有的能量。

它与电荷的位置和电场的性质密切相关。

电势能的计算公式为E_p=qV，其中E_p表示电势能，q表示电荷的大小，V表示电势。

电势是描述电场强度的物理量，它表示单位正电荷在电场中所具有的能量。

电势的计算公式为V=kq/r，其中V表示电势，k表示电场强度的常量，q表示电荷的大小，r表示电荷到电场源的距离。

电势能与电势之间存在着直接的关系，可以根据电势来计算电势能。

在静电场中，电荷在电场中移动时，它所具有的能量会随着位置的改变而改变，这就是电势能的本质。

电势能在日常生活中有着广泛的应用，例如电子在电路中的运动过程中，电子由高电位移动到低电位时，就会释放出能量。

这种能量转化过程是基于电势能的转化。

二、重力势能重力势能是指物体在重力场中由于位置而具有的能量。

它与物体的重量、位置和重力的性质有关。

重力势能的计算公式为E_p=mgh，其中E_p表示重力势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示物体的高度。

重力势能可以理解为物体在重力场中具有的“存储”能量，这种能量是由于物体的高度而产生的。

当物体从高处下落时，它所具有的重力势能会转化为动能或其他形式的能量，这是能量守恒定律的体现。

重力势能在日常生活中也有着广泛的应用。

例如，我们可以通过使用重力势能来解释自由落体运动的规律。

当一个物体从较高处自由下落时，它所具有的重力势能逐渐转化为动能，最终以一定的速度达到地面。

三、尽管电势能和重力势能是描述不同物理系统中的能量，但在一些方面也存在着一些相似之处。

首先，它们都是由于物体的位置而产生的能量。

电势能与电荷的位置、电场的性质相关，而重力势能与物体的位置、重力加速度有关。

力学中的势能与势能曲线

力学中的势能与势能曲线力学中的势能是指物体由于其位置或状态所具有的能量。

在许多力学问题中，我们常常需要对物体的运动进行分析，并求解与其相关的势能。

势能曲线则是将物体的位置与其势能之间的关系以图形表示出来，在力学研究中起到了重要的作用。

势能是物体由于其位置或状态而具有的能量。

在力学中，常见的势能类型包括重力势能、弹性势能和电势能等。

就以重力势能为例，当一个物体处于高处时，由于重力的作用，物体具有一定的势能。

当物体从高处下落时，其势能将转化成动能，使物体加速下降。

对于重力势能，其势能的计算公式为E=mgh，其中E表示势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示物体相对于参考点的高度。

需要注意的是，势能是相对于某个参考点而言的，所以在势能计算中，我们需要选择一个适当的参考点。

势能曲线是将物体的位置与其势能之间的关系以图形表示出来。

对于一维运动的问题，可以通过绘制势能曲线来直观地了解物体在不同位置的势能大小。

在势能曲线中，横轴表示物体的位置，纵轴表示物体的势能。

通过观察势能曲线的形状，我们可以得到一些关于物体运动的信息。

在重力势能的势能曲线中，一般情况下，曲线是一个上凸的曲线，两端的势能值较低，中间的势能值较高。

这是因为在物体静止时，物体在较高位置具有较大的势能。

当物体下落时，势能逐渐减小。

当物体落到最低点时，势能达到最小值，为零。

这时，物体的动能最大，即速度达到最大值。

从曲线的形状我们还可以看出，势能曲线在最低点处的斜率为零，这相当于物体的加速度为零，即物体在该位置处达到了最大速度。

除了重力势能，势能曲线在其他势能类型中也有类似的特点。

例如，对于弹性势能，弹簧伸长或压缩时的势能也可以通过势能曲线来描述。

当物体静止时，势能最大；当物体达到初始位置或平衡位置时，势能为零。

而在物体通过平衡位置时，势能值逐渐变化，形成一个类似于“山谷”的曲线。

通过观察势能曲线的形状，我们可以判断物体的运动状态和特性。

势能曲线不仅在力学研究中起到了重要的作用，也被应用于其他领域。

重力势能和电势能的比较

同，电势能也有正负
③电场线法
沿着电场线移动正电荷电势能减小沿着电场线移动负电荷电势能增加
④场源电荷判断离场源正电荷越近，正电荷的电势能越大，负电荷的电势能越小
离场源负电荷越近，负电荷的电势能越大，正电荷的电势能越小
（4）重力做多少功就有多少重力势能和其它形式的能转化
重力做正功，重力势能转化为其它形式的能重力做负功，其它形式能转化为重力势能
（４） UＡAB ＣU AC Ｂ U CB
电势差是电势的差值
4、电势 A
A点的电势 A （1） A 可用A与参考点O
之间的电势差表示
A
U AO
WAO q
（2）与参考点选择有关，
（具有相对性）
（3）A点确定、参考点确定，则 A 确定，即
反映电场本身性质
（4） A 也可正可负
（5）电势高低的判断
hAB 0 hA hB

U AB 0 A B
Ａ
（４）hAB hAC hCB Ｃ
高度差是高度的差值
4、高度h
Ｂ
A点的高度 hA
（1） hA 可用A与参考点 O
O的高度差作为A的高度 D
hA hAO
（2）与参考点选择有关，（具有相对性）
（3）A点确定、参考点确
定 hA确定
（4）h可正可负
重力势能和电势能的比较
王洪波
电势能与重力势能的比较
１、重力做功是重力势能变化的量度
２、重力做功的特点
１、电场力做功是电势能变化的量度
２、电场力做功的特点
（１）与路径无关（２）高度差越大，重力做功越多（３）重力做正功，重力势能减小，
重力做负功，重力势能增加。

浅谈对电势能和重力势能的类比理解_中小学电教

2010·10电势和电势能是静电学部分的重要概念，但由于比较抽象，也是教学的难点，为了使学生更好地掌握电势和电势能的物理意义，一般说来，我们都是用重力势能做比较来进行教学，因为学生对重力势能的概念已经掌握得比较牢固。

那么，电势能和重力势能有什么相似之处，又有什么不同之处？为了说明这个问题，我们先来看一看电场力跟重力的异同点。

电场力在本质上是电荷之间的相互作用力，又叫静电力，或库仑力。

（运动电荷或运动电场对其他电荷的作用力已经超出本文的范围，在此不做讨论）由于电荷之间是通过电场来传递相互作用的，所以某一电荷受到另一电荷的作用力可以看做是这个电荷受到另一电荷产生的电场的作用力。

因为电荷有正负电荷之分，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，所以两个电荷之间的相互作用力可能是斥力，也可能是引力。

重力是地球与地面上物体之间的万有引力与地球自转的惯性离心力的合力，对于地面上的物体来说，所受到的重力方向总是竖直向下，这是因为物体之间的万有引力只有相互吸引，没有相互排斥，这是电场力跟重力不同的地方。

我们知道，重力做功与路径无关，由此引入了“重力势能”的概念。

可以证明，电场力跟重力一样，也具有做功与路径无关的特点，这是电场力跟重力相似的地方。

在力学中，重力做功与路径无关，我们引入了“重力势能”的概念，同理，电场力做功与路径无关，因此我们可以引入“电势能”的概念。

处于重力场中的所有物体都具有“重力势能”，同样，处于静电场中的任何一个带电体都具有相应的“电势能”。

物体所具有的“重力势能”与它所处的高度有关，物体在某一高度上具有的“重力势能”与物体质量的大小成正比，即质量增大几倍，它的重力势能也增大几倍，与此类似，电荷在电场中某一点具有的“电势能”跟它的电荷量的多少成正比，电荷量增大几倍，它的“电势能”也将增大几倍，即对于电场中的某一点来说，电荷在该点的“电势能”与该电荷的电荷量之比是一个常量，这个常量的大小跟电荷无关，反映了电场的一种性质，我们把这个比值叫做电场中该点的电势。

重力场与电场的比较(杨德发)

大小：G m g ，重力的方向：竖直向下。重力场的基本性质是对放入重力场中的物体有力的作用。
F
电场力的方向与场强方向相同，负电荷所受的电场力的方向与场强方向相反。电场的基本性质是对放入电场中的电荷有力的作用。重力做功与路径无关。（用功的定义式电场力做功与路径无关。（用匀强电场来证明，电场力做功W W F s 来证明。s 表示力的方向上的位移）其它电场证明涉及大学数学，暂不要求）重力做功 W m g h ，即重力做功=重量· 高电场力做功 WAB q U AB ，电场力做功 = 电电势差量·电势差。电势差 U W （比值定义）；度差。高度差 h W （比值定义）； U AB AB q mg 高度差是重力场中两点高度之差，即： h hA hB 。(初态量一末态量) 高度是相对的。选择参考面确定重力场中某点的高度。高度差是绝对的，与参考面的选择无关。电势差是电场中两点电势的差值，即：（初态量-末态量） U AB A B 。电势是相对的。选择零电势点，确定电场中某点的电势。电势差绝对的，与零电势点的选择无关。电势电势能
定义）等高线：重力场中高度相同的点构成的线叫等高线。沿等高线移动物体重力不做功。机械能守恒定律：只有重力做功，机械能（动能和重力势能的总和）保持不变。即：
Ek EP 恒量。
电场
值定义法），方向：竖直向下。 g
GM ( R h) 2
，当
E
h 很小时约等于 9.8m / s 2 。
重力场线：切线方向表示重力场强度的方向，电场线：切线方向表示场强的方向，疏密程度疏密程度表示重力场的强弱。竖直向下的等间距的直线（均匀分布）。表示电场的强弱。熟记六种电场的电场线（正点电荷、负点电荷、等量同种电荷、等量异种电荷、正点荷与金属板之间、匀强电场）电场力的大小： F qE ，方向：正电荷所受电场力电场线

高二物理电势能

例、已知匀强电场的电场强度 E=100N/C，A、B两点的间距 d=20cm 1.电荷q=5x10-9C由A点移到B点，电场力所做的功是多少？电势能是增加还是减少？ 2.电荷q=3x10-9C由A点移到B点，电场力所做的功是多少？电势能是增加还是减少？
AB
+q
+q
石器时代2.5 http://www.shiqi.so/map/ 石器时代2.5
A
E
-q
3
2
1
B
静电力做功与路径无关，仅与电荷运动的初、末位置有关。
A
q
B
二. 电势能
1.电荷在电场中具有电势能;
2.电势能与电场力做功紧密相联; 电荷在某点的电势能，等于静
电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。
3.静电力做多少功,就有多少电势能和其他形式的能发生转化.
静电力做功与电势能变化的关系
去演出，琵琶和古琴是她比较擅长的乐器，只要曲子新鲜能吸引人便可以。这是她在醉影楼的工作，因为同是晴穿会的成员，百蝶很照顾慕容凌娢，给她的设定很矜持，每天晚上只用演奏一曲，而且还帮她谢绝了几个想要单独点她弹琴的人。其实这也算一种策略，让其他人觉得慕容凌娢比较神秘，自然能吸引更多慕名而来的好奇之人。这天晚上，慕容凌娢像往常一样准时登台演出，有了之前的经验，她一点也不紧张了。反正即使出现一些音不准的小差错，那些没听过原曲的人也绝对不会发觉。不得不说，百蝶的计划很成功，来过醉影楼的人都知道，这里有一位带着面纱演出的歌伎，会唱许多新奇的曲子。更有传言说这位歌伎容貌可谓是沉鱼落雁，闭月羞花，只要看上一眼，便会为她深深着迷…… 这八成也是百蝶散布的谣言，虽然名不副其实，但消息传到慕容凌娢耳朵里，还是让她得瑟了好一会儿。“梨花飘落在你窗前，?画中伊人在闺中怨。谁把思念轻描淡写，只想留足时间为你穿越，我停步白墙青瓦的屋檐，等你撑伞走过我身边。古镇上谁家的炊烟，在为我们酝酿当年的月圆。一双鸳鸯戏在雨中那水面，就像思念苦里透着甜。我不问弱水三千几人能为我怨?，轮回百转只求陪你续前缘……”这是慕容凌娢最喜欢的歌曲之一，曲风细腻，作词也十分有意境。同时还是她的入坑曲，没有穿越之前，这首歌始终保存在手机里，尽管旧的曲子删了又删，新的曲子翻了又翻，这首歌一直保持着它原有的地位。慕容凌娢觉得自己不是恋旧的人，该舍弃的旧东西绝不手软，手机里下载的歌曲绝对不会超过20首，都是当下她最爱听的。可唯独这首曲子，她狠不下心删除……“一曲琵琶弦断邂逅的古街，爱的桥段叫我怎么写，那弱水三千若能把那今生湮灭，前世亏欠我愿等来生再还……篆刻离别烟雨江南，你的美我不忍落款，牧笛吹皱岁月的脸，红尘笑看偏偏为你眷恋……”(古风一言)旧衣香，留了荀令，新曲误，顾了周郎。第052章无以为报，来生再报。这是慕容凌娢最喜欢的歌曲之一，曲风细腻，作词也十分有意境。同时还是她的入坑曲，没有穿越之前，这首歌始终保存在手机里，尽管旧的曲子删了又删，新的曲子翻了又翻，这首歌一直保持着它原有的地位。慕容凌娢觉得自己不是恋旧的人，该舍弃的旧东西绝不手软，手机里下载的歌曲绝对不会超过二十首，都是当下她最爱听的。可唯独这首曲子，她狠不下心删除……“一曲琵琶弦断邂逅的古街，爱的桥段叫我怎么写，那弱水三千若能把那今生湮灭，前世亏欠我愿等来生再还…… 篆刻离别烟雨江南，你的美我不忍落款，牧笛吹皱岁月的脸，红尘笑看偏偏为你眷恋……”一曲唱罢，慕容凌娢鞠躬后便准备回房。谁知刚一走下

两等量点电荷的场强、电势、电势能的情况分析

两等量点电荷连线及中垂线上的场强、电势和电势能的情况分析高中物理“电场”这个内容的概念很抽象，学生往往感到很困惑，导致对两点电荷连线及中垂线上的电场强度、电势、电势能的变化情况感到模糊不清，现就将我对这个问题的分析小结如下：这里所指的两点电荷是指靠得很近的两等量同种点电荷和等量异种点电荷。

一、两正点电荷连线及中垂线上的电场强度、电势、电势能的变化1、电场强度（1）两点电荷的连线上两点电荷在空间的电场是由这两个点电荷分别在该点的场强叠加而成。

根据电场强度的决定式2rQ k E =，可知E 与r 2成反比，与Q 成正比，而对于正电荷E 的方向背离点电荷。

在其连线上的中点，由于Q 相等，r 相等，即E 大小相等，而两点电荷在的场强方向相反，故合场强为零，如图1所示。

图1由||||212212r Q k r Q k E E E -=-=知，从中点往两边合场强增大，且关于中点对称。

小结：连线中点场强为零，靠近点电荷场强渐强，且关于中点对称，场强方向沿较近点电荷的场强方向。

（2）两点电荷的中垂线上中垂线上的某点的场强由两点电荷分别在该点的场强叠加而成。

由于中垂线上的点到线两端的距离相等，由2r Q kE =知|E 1|=|E 2|，即大小相等，方向如图2所示：图2分别把E 1、E 2分解在连线上和中垂线上，连线上的分量大小相等，方向相反，相互抵消，故合场强E 如图2所示。

所以从中垂线上中点往两边场强先是由零增大，但由2rQ k E =可知。

r 越大，E 减小，所以合场强又开始减小。

小结：两正电荷的中垂线上电场强度先从中点时的零逐渐增大，当增大到某个值时，又逐渐减小，且两边对称。

2、电势（1）可根据电势与电场线的关系（沿着电场线的方向电势降低）直接判断：连接上，从中点往两边电势升高；中垂线上从中点往两边电势降低。

电场线的分布如图3所示。

图3（2）也可由电势差的定义qW U AB AB =判断。

先看两点电荷的连线上：设一正检验电荷由连线上某点A 向中点O 运动时，如图4所示图4根据W=FS cos θ知，F 与S 的方向相同，故F 做正功，q 又为正电荷，所以 0>=qW U AO AO 即 0>-=O A Ao U ϕϕ故 O A ϕϕ>可知连线上从O 到点电荷电势升高，又由于两边对称，故连线上O 点电势最低。

电势能

电势能你懂不？功与能的关系问题是历届高考的必考内容，它不仅是高考中的重点、难点、热点，而且涉及力学、热学、电磁学等多个方面，是广大学生常见的棘手问题之一高中阶段功能关系问题有八种，而电场力做功与电势能的变化关系是高中生中很多学生都较为难掌握的问题之一,在此剖析电势能相关的一些内容望能起到抛砖引玉的作用。

首先，机械能是否包含电势能？机械能不包括电势能。

机械能是表示物体运动状态与高度的物理量，是动能与部分势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能（并不包括电势能）。

决定动能的是质量与速度；决定重力势能的是高度和质量；决定弹性势能的是劲度系数与形变量。

动能与势能可相互转化,机械能只是动能与势能之和。

机械能有个定理：机械能守恒定律，该定律成立的条件是系统只在重力或弹力做功。

也就是“系统外力不做功，系统内非保守力不做功”。

这一条件与系统内保守力（重力或弹力）是否做功无关，因为重力或弹力是否做功只是决定系统内是否发生动能和势能的相互转化，只要外界合外力不做功或系统所受合外力为零，该系统的机械能是不会变的。

动能和势能这两种能量都能使物体做机械运动，即物体的整体的运动或静止，不涉及物体内部的微粒的运动状况,是一种宏观的能量。

电势能由于涉及到物质内部微粒之间的互相作用，是微观的能量，故不是机械能。

其次，电势能的变化用何量度？能的变化通常用功来量度，电势能的变化则是由电场力做功来量度的。

定义式如下21P P E E W -=由此式子能看出：无论正负电荷，电场力做正功电势能减少；电场力做负功电势能增加。

应用到具体如下分析：（1）场源电荷判断法：离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小。

离场源负电荷越近,试探负电荷的电势能越大,试探正电荷的电势能越小。

由远向场源移动正电荷时，电场力做负功电势能增加，离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大；由远向场源移动负电荷时，电场力做正功电势能减少，离场源正电荷越近,试探负电荷的电势能越小。

电势、电势和电势能

第12单元：电势、电势差和电势能【教学结构】电势能、电势、电势差三个物理量联系密切，表示电场的能的性质。

三个概念均很重要，但需要突出电势差概念的理解和应用。

一、电势能1.电场力的功W=F·S S应是沿电场线方向位移，根据F、S的方向决定电场力做正功、负功。

电场力做功与路径无关，与重力功比较理解上述内容2.电势能：电荷在电场中具有的势能，和重力势能一样要确定0势能的位置。

比0电势能高的电势能为正，比零电势能低的电势能为负。

电势能用ε表示，单位焦耳（J）3.电势能与电场力的功的关系，W=－△ε△ε=ε2－ε1，电场力做正功电势能减少，电场力做负功电势能增加。

与重力功和重力势能变化的关系进行比较。

二、电势1.电势定义：U=εq 。

图1所示为正点电荷的电场，为距Q无穷远处，此处电势能为零，把电量不同的正电荷q1、q2、q3……从无穷远处A点移到电场中B点，电场力做负功为W1、W2、W3……，所以电荷在B点电势能应为ε1、ε2、ε3，虽然q不同，ε不同，但它们比值，εεε11223q q q,,相同，用此理解，电势的概念为单位电量电荷在B处所具有的电势能，或理解为1库仑的电荷从B到A电场力做的功。

2.电势是标量，单位：伏特简称伏，用V表示，1V=1J／C。

从上面过程分析可知，在离场源无穷远处电势为0。

(1)正电荷电场中，处处电势为正，负电荷电场中，处处电势为负。

(2)沿电力线方向，电势降低。

3.电势能与电势的关系，ε=υq，对照电场力和电场强度的联系和区别进行比较。

判断q在正、负点电荷电场中的电势能的正负，分q为正、负电荷两种情况考虑。

4.等势面：电场中电势相等的点构成的面(1)在同一等势面上的任意两点间移动电荷电场力不做功，与在同一水平面上移动的物体重力不做功的道理一样(2)等势面一定与电场线垂直(3)匀强电场中的等势面是与电场线垂直的一族平面。

思考点电荷电场等势面情况(4)处于静电平衡的导体是等势体。

物理中的势能

势能在物理系统里，假若一个粒子，从起始点移动到终结点，所受作用力所做的功，不因为路径的不同而改变。

则称此力为保守力。

势能（Potential Energy ）：物体由于具有做功的形势而具有的能叫势能。

决定因素：由相互作用的物体之间的相对位置，或由物体内部各部分之间的相对位置所确定的能叫做“势能”。

势能分为重力势能、弹性势能、分子势能、电势能、引力势能等。

1．重力势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。

（万有引力）（1）决定因素：重力势能的大小由地球和地面上物体的相对位置决定。

物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大。

（2）重力做功与重力势能变化的关系：重力做正功时，重力势能减少重力做负功时，重力势能增加。

（3）计算公式：p E m gh =重力势能是标量，单位为焦（J ）。

与功不同的是，功的正负号表示作用效果，比较大小时仅比较数值；而重力势能中正数一律大于负数。

2．弹性势能：发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势能，这种势能就是叫做弹性势能。

（弹力）（1）决定因素：同一弹性物体在一定范围内形变越大，具有的弹性势能就越多，反之，则越小。

（2）弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加。

【弹力对物体做的功等于弹力势能增量的负值。

】（3）计算公式：212p E kx =问题1：撑杆跳高中的能量转化。

撑竿跳技术大致分为持竿助跑、插竿与起跳、压竿与悬垂、引体、转体与过竿、着地动作等部分。

（1）持竿助跑：化学能转化为动能；（不是内能，注意化学能与内能的区别）（2）插竿：动能转化为弹性势能；（3）起跳及压竿、悬垂：动能转化为为弹性势能与重力势能；（4）撑杆弹性势能转化为动能和重力势能；（5）过竿落地：重力势能转化为动能。

3．分子势能：分子间由于存在相互的作用力，从而具有的与其相对位置有关的能。

分子间的相互作用力分为斥力和引力。

电势能与重力势能特点的异同

电势能与重力势能特点的异同
电势能与重力势能是两个常见的物理概念，它们都是描述物体在不同位置时所具有的能量。

电势能是指电荷在电场中的位置所具有的能量，而重力势能是指物体在重力场中的位置所具有的能量。

虽然它们所描述的对象不同，但它们有着一些共同点和差异。

相同点：
1. 都是描述物体在不同位置时所具有的能量；
2. 都是一种势能，与速度、动量等不同，是一种状态变量；
3. 都是以位置作为基础，所以都是标量。

不同点：
1. 对象不同：电势能的对象是电荷，而重力势能的对象是物体；
2. 基本量不同：电势能是电场强度和电荷量的函数，而重力势能是重力加速度和物体质量的函数；
3. 单位不同：电势能的单位是焦耳，重力势能的单位是焦耳/千克；
4. 计算方式不同：电势能可以通过电势差和电荷量计算得到，重力势能可以通过高度和物体质量计算得到；
5. 作用方式不同：电势能是静电相互作用的结果，而重力势能是与地球之间的相互作用的结果；
6. 意义不同：电势能用于描述电荷在电场中的能量变化，重力势能用于描述物体在重力场中的能量变化。

在实际应用中，电势能和重力势能都有着重要的作用。

例如，在电场中，电势能可以用于计算电动势、电容器储能等；在重力场中，重力势能可以用于计算机械能守恒、弹道计算等。

同时，电势能和重力势能也都有其局限性，例如在量子力学中，电势能的概念需要进行修正，重力势能也不能完全解释引力波等现象。

电势能和重力势能虽然有着一些异同，但它们都是描述物体在不同位置时所具有的能量，具有重要的物理意义和应用价值。

在物理学的研究中，我们需要深入理解它们的本质，才能更好地应用和发展。

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