重力勢能是什么 詳細(xì)點(diǎn)

物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定。物體質(zhì)量越大、位置越高、做功本領(lǐng)越大，物體具有的重力勢能就越大。

定義：物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能(gravitational potential energy)。
是引力勢能在特殊情形下的推廣，是物體在重力的作用下而具有由空間位置決定的能量，大小與確定其空間位置所選取的參考點(diǎn)有關(guān)。物體在空間某點(diǎn)處的重力勢能等于使物體從該點(diǎn)運(yùn)動到參考點(diǎn)時(shí)重力所作的功。
決定因素
對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定。物體質(zhì)量越大、位置越高、做功本領(lǐng)越大，物體具有的重力勢能就越多。
公式：
　　重力勢能的公式：Ep=mgh（Ep為重力勢能，m為質(zhì)量，g為重力系數(shù)，等于9.8N/kg）
詳細(xì)分析：
　　判斷一個(gè)物體是否具有重力勢能，關(guān)鍵看此物體相對某一個(gè)平面有沒有被舉高，即相對此平面有沒有一定的高度。若有，則物體具有重力勢能，若沒有，則物體不具有重力勢能。 　　
物理學(xué)中，物體具有的重力勢能的大小與物體的質(zhì)量成正比，與物體被舉高的高度成正比。所以得出 　　Ep=mgh。重力勢能是標(biāo)量，單位為焦(J)。與功不同的是,功的正負(fù)號表示作用效果,比較大小時(shí)僅比較數(shù)值;而重力勢能中正數(shù)一律大于負(fù)數(shù).在重力勢能的表示式中，由于高度h是相對的，因此重力勢能的數(shù)值也是相對的。我們說某個(gè)物體具有重力勢能mgh，這是相對于某一個(gè)水平面來說的，把這個(gè)水平面的高度取做零，這個(gè)水平面稱為參考平面，物體位于這個(gè)參考平面上時(shí)，重力勢能為零，因此參考平面也稱為零勢能平面。經(jīng)典物理對重力勢能的理解就是當(dāng)一個(gè)物體處在一個(gè)位置,相對于參照平面,重力可以對物體做多少功,使物體獲得多少其他形式的能量,就說重力勢能是多少. 但并不是說重力勢能為0就不具備做功的能力,這是由其的相對性決定的.重力做正功時(shí)，重力勢能減小，反之，則增大。兩個(gè)物體僅受萬有引力而相互吸引的重力勢能： 　　兩個(gè)物體僅受萬有引力而相互吸引的過程其實(shí)復(fù)雜，首先要把二體問題（兩個(gè)物體之間由于引力運(yùn)動的問題）轉(zhuǎn)化為單體問題（一個(gè)物體受到另一個(gè)固定的物體的引力而運(yùn)動的問題，轉(zhuǎn)化的方法在某些普通物理教材和理論物理力學(xué)教材當(dāng)中有講），再把直線運(yùn)動的過程看成是橢圓運(yùn)動過程的極限，根據(jù)開普勒第三定律求解。另外，如果求的是碰撞前的瞬時(shí)速度的話，可以先用動量守恒判斷出碰撞前兩個(gè)物體的速度之比，再用機(jī)械能守恒求出碰撞時(shí)的速度，不過這種方法要求碰撞的物體是有大小的球體，否則只把它們看作質(zhì)點(diǎn)的話碰前一剎那的引力勢能為負(fù)無窮大。 　　
如果考慮g是變量的話，那么重力勢能就過渡到引力勢能，引力勢能表達(dá)式是-GMm/r，不過零勢能處在無窮遠(yuǎn)。 　　
物體由于做機(jī)械運(yùn)動所具有的能量，叫機(jī)械能。包括動能、勢能兩種，勢能又包括重力勢能和彈性勢能，由于重力和萬有引力是同性質(zhì)的力，因此在物體的高度不能忽略時(shí)，將重力勢能稱作引力勢能更合適些，也就是說，重力勢能就是引力勢能，在目前的考綱中，除專門討論重力隨物體在地球上的位置（緯度和高度）變化而變化外，認(rèn)為重力等于萬有引力，因此也可以認(rèn)為物體的重力勢能等于引力勢能。
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兩個(gè)物體僅受萬有引力而相互吸引的重力勢能：兩個(gè)物體僅受萬有引力而相互吸引的過程其實(shí)挺復(fù)雜的，首先要把二體問題（兩個(gè)物體之間由于引力運(yùn)動的問題）轉(zhuǎn)化為單體問題（一個(gè)物體受到另一個(gè)固定的物體的引力而運(yùn)動的問題，轉(zhuǎn)化的方法在某些普通物理教材和理論物理力學(xué)教材當(dāng)中有講），再把直線運(yùn)動的過程看成是橢圓運(yùn)動過程的極限，根據(jù)開普勒第三定律求解。另外，如果求的是碰撞前的瞬時(shí)速度的話，可以先用動量守恒判斷出碰撞前兩個(gè)物體的速度之比，再用機(jī)械能守恒求出碰撞時(shí)的速度，不過這種方法要求碰撞的物體是有大小的球體，否則只把它們看作質(zhì)點(diǎn)的話碰前一剎那的引力勢能為負(fù)無窮大。 　　
如果考慮g是變量的話，那么重力勢能就過渡到引力勢能，引力勢能表達(dá)式是-GMm/r，不過零勢能處在無窮遠(yuǎn)。 　　
重力做功與重力勢能的關(guān)系：W=EP1-EP2
規(guī)律：
重力做正功時(shí)，重力勢能減少重力做負(fù)功時(shí)，重力勢能增加。補(bǔ)充：重力勢能具有相對性，要根據(jù)選取參考系來作答問題，但是重力做功具有絕對性。也就是說，重力勢能會隨著參考平面的改變而改變，但重力勢能的改變量，也就是重力所做的功是不會因?yàn)閰⒖计矫娴牟煌煌?br/>勢能介紹：
　　人們在打樁時(shí)，先把重錘高高舉起，重錘落下就能把木樁打入地里。重錘是由于被舉高而能夠做功的，舉高的物體具有的能量叫重力勢能。物體的質(zhì)量越大，舉得越高，它具有的重力勢能就越大。被舉高的重錘具有重力勢能。重錘的質(zhì)量越大，被舉得越高，下落時(shí)做的功越多，表示重錘的重力勢能越大。（不是所有的舉高都是人為的，而是相對水平面上升的高度為被舉高的高度） 　　
射箭運(yùn)動員把弓拉彎，放手后被拉彎的弓能把箭射出去．被壓縮的彈簧在放松后能把壓在上面的砝碼舉起．弓和彈簧都是由于發(fā)生彈性形變而能夠做功的，發(fā)生彈性形變的物體具有的能量叫彈性勢能．物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大．
勢能的類別：
　　勢能分為重力勢能、彈性勢能、分子勢能、電勢能、引力勢能等。勢能是無限能源。 　　
[重力勢能](Gravitational Potential Energy)是物體因?yàn)橹亓ψ饔枚鴵碛械哪芰?，公式為EP=mgh （m為質(zhì)量，g應(yīng)取9.8N/kg，h物體據(jù)水平面的高度） 　　
[彈性勢能](Elastic Potential Energy)是物體因?yàn)閺椥孕巫兌哂械哪芰?，公式為EP=1/2 kx^2 　　[分子勢能]是分子間的相互作用力而產(chǎn)生的能量，分為斥力和引力。在平衡位置時(shí)相對平衡，小于平衡位置時(shí)表現(xiàn)為斥力,大于平衡位置時(shí)表現(xiàn)為引力。但無論何時(shí)，引力與斥力都是同時(shí)存在的。 　　
[電勢能]電荷在電場中由于受電場作用而具有由位置決定的能叫電勢能。實(shí)際上，勢能Ep與力F、距離h(彈性勢能為x，引力勢能為r等)存在著一定的關(guān)系，既是d(Ep)/dh=F。也可以寫成Ep=∫Fdh，既是保守力所做的功的大小。
勢能的性質(zhì)：
　　勢能為能量的一種，具有能量量綱，在國際單位制下的單位是焦耳（J），另外在涉及到粒子物理時(shí)常用到電子伏特（eV），高斯單位制下為爾格（erg）。勢能一般使用“Ep”表示，也常使用“W”“U”和“V”。 　　
勢能是一個(gè)標(biāo)量函數(shù)，當(dāng)一個(gè)物體與多個(gè)物體共有勢能或共有多種勢能時(shí)，這個(gè)物體所具有的總勢能為所有勢能的代數(shù)和。 　　
由定義可知，勢能取決于兩個(gè)或多個(gè)物體的相對位形，是兩個(gè)或多個(gè)物體所共有的。然而，在兩物體A、B組成的保守體系中，如果我們以其中一個(gè)物體A作為參考系，則勢能僅取決于另一物體B的相對位置。這時(shí)，在不引起混淆的情況下，我們常把“A、B具有的勢能”稱作是“B的勢能”。比如，在電場中的電荷具有靜電勢能，或者是在一個(gè)天體附近的另一個(gè)天體具有引力勢能。除此之外，有時(shí)候保守體系中只存在一個(gè)物體，勢能來自于物體內(nèi)部各部分間的相對位移，這時(shí)候我們也說，勢能是這個(gè)物體所具有的。比如，彈簧，或者是具有體分布電荷的絕緣體球。 　　需要注意的是，即使在同一保守力場中的同一處，不同物體的勢能也一般不同，比如在重力作用范圍內(nèi)，物體的重力勢能不僅取決于其高度，還取決于其質(zhì)量。