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当质量一定时物体的重力势能和什么成正比

当质量一定时物体的重力势能和什么成正比

2023-11-29 17:58:21 282浏览

重力势能是高中物理必修二中,第八章机械守恒定律中的内容,是高中物理重中之重的知识点,学生不仅需要记忆重力势能的公式,还需要知道重力势能与什么因素有关。

当质量一定时物体的重力势能和什么成正比

质量一定时,物体的重力势能跟被举起的高度成正比。

什么叫做重力势能?

物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。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大,其表达式为:Ep=mgh。

重力做功与重力势能的关系:

重力做功等于重力势能变化量的负值。重力对物体做正功时,物体的重力势能减少,减少的重力势能等于重力所做的功。重力对物体做负功时,物体的重力势能增加,增加的重力势能等于物体克服重力所做的功。

重力所做的功只跟初位置和末位置的高度差有关,跟物体运动的路径无关。因为重力是恒力,大小恒定,方向总是竖直向下。重力做功的大小由重力大小和重力方向上位移的大小(即竖直方向上的高度差)决定,与其他因素无关,所以只要起点和终点的位置相同,不论沿着什么路径由起点到终点,重力所做的功都是相同的。

物体因为重力作用而拥有的能量叫作重力势能,用符号Ep表示,单位是焦耳(J)。物体的质量越大,离地越高,重力势能就越大。重力势能是一个相对量,它的数值决定于零势能位置(参考平面)的选择。同一个物体在两个位置上重力势能的变化量是绝对的,与零势能位置的选择无关。零势能位置的选择是任意的。

生活中对于重力势能的应用:

在实际生活中,利用重力势能进行相关的科学开发的案例还真不少。例如,我国著名的水利工程三峡大坝就是利用水的重力势能来转化成电能的,从而给千家万户的人们提供照明。毕竟三峡大坝的高度在175米左右,坝上的水经过大坝时,带动大坝里的金属转子作切割磁场的运动,从而将水的重力势能转化为电能。

再就是我们常见的打桩过程中,起重机将一个很重的铁锤拉向一定的高度后,再使铁锤由静止状态向地桩轰去,地桩就能往地下钻一定的深度。这是将重力势能转化为物体动能的实际例子啊!

在此过程中,物体的重力势能不会凭空的消失,而消失到的重力势能一定转化为其它形式的能,如果物体的动能变化不能满足另一个物体重力势能的消掉量的话,那么另一个物体的重力势能一定还转化为其它形式的能,例如物体的内能等。故而,世间万物的能量转化都是守恒的。