重力势能的概念、表达式、特点、意义?
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发布时间：2022-04-21 18:21
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时间：2022-06-09 02:32
定义
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能(gravitational
potential
energy)。
决定因素
对于重力势能，其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多。
公式
重力势能的公式：Ep=mgh（Ep为重力势能，m为质量，g为重力系数，等于9.8N/kg）
详细分析
判断一个物体是否具有重力势能，关键看此物体相对某一个平面有没有被举高，即相对此平面有没有一定的高度。若有，则物体具有重力势能，若没有，则物体不具有重力势能。
物理学中，物体具有的重力势能的大小与物体的质量成正比，与物体被举高的高度成正比。所以得出
EP=mgh。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.在重力势能的表示式中，由于高度h是相对的，因此重力势能的数值也是相对的。我们说某个物体具有重力势能mgh，这是相对于某一个水平面来说的，把这个水平面的高度取做零，这个水平面称为参考平面，物体位于这个参考平面上时，重力势能为零，因此参考平面也称为零势能平面。经典物理对重力势能的理解就是当一个物体处在一个位置,相对于参照平面,重力可以对物体做多少功,使物体获得多少其他形式的能量,就说重力势能是多少.
但并不是说重力势能为0就不具备做功的能力,这是由其的相对性决定的.重力做正功时，重力势能减小，反之，则增大。
物体由于做机械运动所具有的能量，叫机械能。包括动能、势能两种，势能又包括重力势能和弹性势能，由于重力和万有引力是同性质的力，因此在物体的高度不能忽略时，将重力势能称作引力势能更合适些，也就是说，重力势能就是引力势能，在目前的考纲中，除专门讨论重力随物体在地球上的位置（纬度和高度）变化而变化外，认为重力等于万有引力，因此也可以认为物体的重力势能等于引力势能。
重力势能与弹性势能
*为下标。
两个物体仅受万有引力而相互吸引的重力势能：
两个物体仅受万有引力而相互吸引的过程其实挺复杂的，首先要把二体问题（两个物体之间由于引力运动的问题）转化为单体问题（一个物体受到另一个固定的物体的引力而运动的问题，转化的方法在某些普通物理教材和理论物理力学教材当中有讲），再把直线运动的过程看成是椭圆运动过程的极限，根据开普勒第三定律求解。另外，如果求的是碰撞前的瞬时速度的话，可以先用动量守恒判断出碰撞前两个物体的速度之比，再用机械能守恒求出碰撞时的速度，不过这种方法要求碰撞的物体是有大小的球体，否则只把它们看作质点的话碰前一刹那的引力势能为负无穷大。
如果考虑g是变量的话，那么重力势能就过渡到引力势能，引力势能表达式是-GMm/r，不过零势能处在无穷远。
重力做功与重力势能的关系：W=EP1-EP2
规律
重力做正功时，重力势能减少重力做负功时，重力势能增加。
热心网友
时间：2022-06-09 03:50
外力f对物体做多少功，就有多少能量转化为该物体的动能
f=mg
w(f)=fh
w(f)=e(p)
有以上三式推出e(p)=mgh
