关于重力势能的理解

关于重力势能的理解
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能，地球对其周围的物体有相互作用力，因而有由于它们的位置不同而具有不同的能量，这种能量我们称为重力势能。

物体的重力势能用P E 表示，等于它所受重力与所处高度的乘积，即mgh E P =，那么我们应如何理解重力势能呢？
1．重力势能mgh E P =，由于高度h 是一个相对的量，所以重力势能也是一个相对的量。

研究重力势能时，一般就选取一个参考平面，认为物体在这个平面上的重力势能等于零，这个平面称为零势面；在研究同一个问题的不同过程中，一般选取同一个零势面；参考面是可以任意选取的，但一般选地面或物体运动时所达到的最低点等为零势面。

2．重力势能具有相对性。

重力势能mgh E P =是与零势面的选取有关的，式中的h 是物体重心到零势面的高度。

当物体在零势面之上时，重力势能P E 为正值；当物体在零势面之下时，重力势能P E 为负值。

物体重力势能的正负表示重力势能比零势能大或比零势能小。

3．重力势能mgh E P =是一个标量，它只有大小、没有方向，但是它也有正、负。

重力势能的正、负与做功的正、负是不同的，重力势能的正负是相对零势面来说的，而做功的正负是表示力对物体运动的效果的。

4．重力势能的数值与零势面的选取有关，但重力势能的变化与参考的选取无关，即h mg E P ∆=∆；物体从一个位置到另一个位置的过程中，重力势能的变化是一定的。

5．有了重力势能的表达式，重力做的功与重力势能的关系可以写为：21P P G E E W -=，其中11m g h E P =，表示物体在初位置时的重力势能，22mgh E P =，表示物体在末位置时的重力势能。

当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，也就是0>G W ，21P P E E >。

这时重力重力势能减少的数量等于重力所做的功。

当物体由低处运动到高处时，重力做负功（物体克服重力做功），重力势能减少，也就是0<G W ，21P P E E <，这时重力势能减
少的数值等于克服重力所做的功。

6．物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少；
物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加．所以重
力势能的改变与重力重力做功有关．重力做功，重力势能
一定改变，重力势能的改变唯一由重力做功引起，如图1
所示，质量为m 的物体自高度2h 的A 点落到高度为1h 的B
点，重力做功h mg
mgh mgh W G ∆=-=12，而物体的重力势能由在A 点的2mgh 变为在B 点的1mgh ，重力势能的改变量G PA PB P W mgh mgh E E E -=-=-=∆21。

7．重力势能应是物体和地球这一系统共有的，对于单独一个物体，我们不能说它是具有多大的重力势能，但由于平日养成了“物体的重力势能”这一习惯说法，所在在研究有关物体重力势能的问题时，也就默认了，但同学们一定注意到这一点。

图1 A
B。