第23点重力势能的“四性”1.重力势能具有系统性.重力势能是物体和地球所组成的系统共有的,而不是地球上物体独有的,通常所说的物体的重力势能是一种简略的习惯说法.2.重力势能具有相对性.重力势能的数学表达式Ep=mgh是与参考平面的选择有关的,式中的h是物体重心到参考平面的高度.重力势能是标量,只有大小而无方向,但有正、负,当物体在参考平面上方时,重力势能Ep为正值;当物体在参考平面下方时,重力势能Ep为负值.物体重力势能正、负的物理意义是表示比零势能大,还是比零势能小,这与功的正、负的物理意义是不同的.3.参考平面选择的任意性.根据处理问题的方便而定,一般可选择地面或物体运动时所到达的最低点为零势能参考平面.4.重力势能变化的绝对性:物体从一个位置运动到另一个位置的过程中,重力势能的变化与参考平面的选取无关,它的变化是绝对的.对点例题质量为5kg的钢球,从离地面100m高处自由下落1s,1s内钢球重力势能减少了________J(g取10m/s2,选取地面为参考平面),1s末钢球的重力势能为________J;如果选取地面上方1m处的平面为参考平面,1s末它的重力势能为________J;如果选取自由下落的出发点所在水平面为参考平面,1s末它的重力势能为________J.解题指导1s内钢球下落的高度为h=12gt2=12×10×12m=5m减少的重力势能ΔEp=mgh=5×10×5J=250J1s末钢球离地面的高度为h1=(100-5)m=95m1s末钢球的重力势能为Ep1=mgh1=5×10×95J=4750J1s末钢球离地面上方1m处的平面的高度为h2=(95-1)m=94m此时钢球的重力势能为Ep2=mgh2=5×10×94J=4700J1s末钢球离出发点的竖直距离为5m此时钢球的重力势能为Ep3=5×10×(-5)J=-250J.答案25047504700-250下列关于重力势能的几种理解,正确的是()A.重力势能等于零的物体,一定不会对别的物体做功B.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零C.选取地面为参考平面,从不同高度将某一物体抛出,落地时物体的重力势能不相等D.相对不同的参考平面,物体具有不同数值的重力势能,但并不影响有关重力势能问题的研究答案D解析重力势能的大小与零势能参考平面的选取有关,一个物体重力势能的大小跟它能否对别的物体做功无必然联系.