8.2 重力势能（原卷版）-2021-2022学年高一物理同步考点专题训练（人教版2019）

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8.2　重力势能

【学习目标】

1．理解重力势能的概念，会用重力势能的定义进行计算；

2．理解重力势能的变化和重力做功的关系，知道重力做功与路径无关；

3．知道重力势能的相对性；

4．理解弹性势能的概念及其物理意义；

5．知道弹性势能具有相对性。

【学习重点】

重力势能的概念及重力做功跟物体重力势能改变的关系。

【学习难点】

重力做功与路径无关，重力势能的概念，重力势能的变化和重力做功的关系。

知识点一、重力势能

1．定义：物体的重力与所处高度的乘积。

2．大小：表达式 Ep＝mgh；单位:焦耳，符号：J。

3．标矢性：重力势能是标量，只有大小、没有方向。

4．重力做功与重力势能变化的关系

(1)表达式：WG＝EP1－EP2＝－ΔEp。

(2)两种情况

5.重力势能的相对性、标矢性和系统性

重力势能

相对性重力势能总是相对选定的参考平面而言的(该平面常称为零势能面)

标矢性重力势能为标量，其正负表示重力势能大小。物体在参考平面上方时，重力势能为正值，在

参考平面下方时，重力势能为负值

系统性重力势能是物体与地球所组成的系统共有的

知识点二：重力做功

1．做功表达式

WG＝mgh＝mgh1－mgh2，式中 h指初位置与末位置的高度差；h1、h2分别指初位置、末位置的高度。

2．做功的正负

物体下降时重力做正功；物体被举高时重力做负功。

3．做功的特点

物体运动时，重力对它做的功只跟它的_起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。

4.重力做功与重力势能变化关系的理解

(1)无论物体是否受其他力的作用，无论物体做何种运动，关系式 WG＝－ΔEp 总是成立的。

(2)功是能量转化的量度，重力势能的变化是由重力做功引起的，重力做功的多少是重力势能变化的量度。

1．判断下列说法的正误．

(1)重力做功一定与路径无关，只与该物体初、末位置的高度差有关．(　　)

(2)重力势能 Ep1＝10 J，Ep2＝－10 J，则 Ep1 与Ep2 方向相反．(　　)

(3)重力做功 WG＝－20 J 时，物体的重力势能减小 20 J．(　　)

(4)同一弹簧长度不同时，弹性势能一定不同．(　　)

2.质量为 m的物体(可视为质点)从地面上方 H高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为 h的坑，如图

所示，重力加速度为 g，在此过程中，重力对物体做功为______，重力势能______(填“减少”或“增加”)

了______．

知识点一、重力做的功

1．重力做功只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态、运动路径均无关．

2．物体下降时重力做正功，WG＝mgh；

物体上升时重力做负功，WG＝－mgh.

3．重力做功的特点可推广到任一恒力做功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，即恒力做的功等于

力与在力的方向上的位移大小的乘积，跟初、末位置有关．

【经典例题 1】如图所示，质量为 m的小球从高为 h处的斜面上的 A点滚下，经过水平面 BC 后，再滚

上另一斜面，当它到达的 D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为(重力加速度为 g)(　　)

A. B. C．mgh D．0

计算重力做功时，找出初、末位置的高度差 Δh，直接利用公式 WG＝mgΔh即可，无需考虑中间的复杂运动

过程．

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