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4.重力势能及弹性势能--第1页

重力势能和弹性势能

一、重力势能

1.定义：物体处于一定高度而具有的能称为重力势能

2.符号：E

p

3.单位：J

Emghh

4.表达式：，表示物体相对于零势能面的高度

p

5.零势能面：人为规定的一个参考面，物体若位于零势能面，则重

力势能为零

6.说明：

（1）重力势能是标量，有正有负，物体的重力势能为正，表示物体

在零势能面上方，反之则表示物体在零势能面下方

（2）重力势能具有相对性，其大小与零势能面的选取有关，但是重

力势能的改变量则与零势能面的选取无关

（3）重力势能是物体和地球所共有的

二、重力做功与重力势能变化的关系：

EEEmghmgh

1.重力势能的变化：p2121

mg(hh)mgh

21

2.重力做功等于重力势能的改变，即WEmgh

Gp

3.重力做正功，物体向下运动，重力势能减小；重力做负功，物体

向上运动，重力势能增大

4.在水平面上运动，重力不做功，重力势能不变

1

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4.重力势能及弹性势能--第2页

Eg1.一个质量为1kg的物体，位于离地面高1.5m处，比天花板低

2.5m。以地面为零势能位置时，物体的重力势能等于______J；以天

2

花板为零势能位置时，物体的重力势能等于______J(g取10m／s).

Eg2.一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果从树

上A先落到地面C最后滚入沟底D。已知AC、CD的高度差分别为2.2m

和3m，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图

2

所示。已知重力加速度为10m／s，则该苹果从A落下到D的过程中

重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是（）

A15.6J和9JB9J和－9J

C15.6J和－9JD15.6J和－15.6J

Eg3.重为100N长1米的不均匀铁棒平放在水平面上，某人将它一端

缓慢竖起，需做功55J，将它另一端竖起，需做功（）

A45JB55JC60JD65J

Eg4.如图所示,一个质量为M的物体放在水平地面上,物体上方安装

一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧,现用手拉着弹簧上端的P点

缓慢向上移动,直到物体离开地面一段距离.在这一过程中,P点的

位移(开始时弹簧为原长)是H,则物体重力势能增加了（）

M2g2M2g2Mg

AMgHBMgHCMgH-DMgH-

kkk