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1、重力势能全解析全面辨析重力势能，准确理解重力势能，有助于灵活求解与重力势能或重力做功有关的力学综合问题。 1.重力势能的系统性 能做功的物体具有能，由于重力做功而具有的能是重力势能。如果地球对物体不施加重力或没有地球，物体当然不具有重力势能。因此，重力势能不是物体独有的，是它和地球系统共有的，这就是重力势能的系统性。我们通常说某物体的重力势能，其实是某物体与地球系统的重力势能的简化说法。 2.重力势能的相对性 是重力势能的定义式，式中h是物体距重力势能参考平面的高度。计算物体的重力势能时，选取不同的参考平面，物体相对参考平面的高度不同，具有的重力势能不同。这就是重力势能的相对性。计算一个物体具
2、有的重力势能，必须选择重力势能参考平面。参考平面是可以任意选取的，具体问题中以是重力势能的计算方便、简化为选择的依据。 例1.井深8m，井上支架高2m，在支架上用一根长3m的绳子系住一个重100N的物体 ，若以地面为参考平面，则物体的重力势能有 ;若以井底面为参考平面，则物体的重力势能是 。 解析：若以地面为参考平面，重物的位置在参考平面下方1m处，它相对参考平面的高度为：h=-1m，具有的重力势能为：J;若以井底面为参考平面，重物的位置在参考平面上方7m处，它相对参考平面的高度为：h=7m，具有的重力势能为：J。 3.重力势能的变化性 由可知，运动中物体相对参考平面的高度发生变化，具有的重力
3、势能随之变化。这一过程中，重力必然对物体做功，因此，重力势能的变化与重力做功相关联。如果说重力势能变化是结果，那重力做功就是引起重力势能变化的原因。如果物体的位置升高，它的重力势能将增加，由功的定义式 及重力做功的特点可知，重力做负功;如果物体的位置降低，它的重力势能将减小，同理可知，重力做正功。因此，重力做正功，物体的重力势能减少;重力做负功，物体的重力势能增加。因此，由重力功的正负可判知物体重力势能的增减变化，由物体重力势能的增减变化可判知重力功的正负。 例2.如图所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌
4、面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态，现施力将物块1缓缓地竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了多少? 解析：整个系统处于平衡状态时，对两物块整体运用共点力平衡条件有：，设此时劲度系数为k2的轻质弹簧的压缩量为x，对它运用胡克定律有：。当下面的弹簧下端刚脱离桌面时，物块2上升的高度等于下面弹簧的压缩量x。因此，物块2增加的重力势能为：。解得：。 4.重力势能变化量的绝对性 物体由相对于某参考平面h1高度处运动到h2高度处，由重力势能公式可算得重力势能的变化量为：。由此式可知，物体在两位置间运动，重力势能的变化量，决定于路径上初末位置的高度差，而这个高度差
5、 与参考平面无关，也与运动的具体路径无关，这就是重力势能变化量的绝对性。因此，计算物体在两个位置间运动时的重力势能变化量，不需要选择参考平面，也不需要考虑具体的运动路径。 例3.在地面上不同地点，将同一物体先后举高两次，每次举起中物体上身的高度相等，两地的重力加速度相等，则 A.两次举高后，物体的重力势能一定相同 B.两次举高中，物体增加的重力势能一定相同 C.两次举高中，重力的功相同 D.两次举高中，克服重力做的功相同 解析：若地面不是水平面，则两次举高后物体相对同一参考平面的高度不同，具有的重力势能不同。A错;不管地面水平与否，也不管沿什么路径举起，两次举高中，物体增加的高度相同，增加的重力势能相同，重力的功相同。由于物体从低处到高处，重力做负功，是外力克服重力做功，克服重力所做的功等于重力功的绝对值。BCD对。本题选BCD。 5.重力势能变化量与重力功的等值性 由于重力做功与路径无关，物体由相对某一参考平面h1高度处运动到h2高度处，重力的功为： ，由此式可知，重力势能的变化量等于重力的功。若h1>h2，W>0，物体的重力势能减小，减小值等于重力的功;若h1