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重力势能的解释和例题

更新时间:2024-06-27 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

重力势能的解释和例题


重力势能是指物体在一定距离内由于受到重力的作用而具有的势能。具体来说,物体在重力场中某一点具有一定的位置,那么它就具有一定的重力势能。重力势能与物体的质量和高度有关,物体质量越大、高度越高,则重力势能越大。在物理学中,重力势能是一个相对量,它与参考平面的选择有关。参考平面是零势能面,在此平面以上的物体具有正的势能,以下的物体具有负的势能。在自然界中,重力是许多物理现象产生的源泉,例如物体会由于重力的作用而落到地面上,物体重力势能在不同高度上会有所不同。nbW物理好资源网(原物理ok网)


例题:nbW物理好资源网(原物理ok网)

一物体从高为H处自由下落,经过时间t到达地面,求重力势能减少了多少?nbW物理好资源网(原物理ok网)

解:nbW物理好资源网(原物理ok网)

物体下落过程中重力做功为:nbW物理好资源网(原物理ok网)

W = mgh = mgh = mgh = m(H + h)gnbW物理好资源网(原物理ok网)

其中,h为物体下落的高度,即物体下落到地面的高度。nbW物理好资源网(原物理ok网)

重力势能减少量为:nbW物理好资源网(原物理ok网)

ΔE = mgh = m(H + h)gnbW物理好资源网(原物理ok网)

其中,ΔE为重力势能的减少量,mg为物体所受的重力大小,h为物体下落的高度。nbW物理好资源网(原物理ok网)

考题:nbW物理好资源网(原物理ok网)

一物体从高为H的塔顶自由下落,经过时间t到达地面,求该物体落地时的重力势能减少了多少?nbW物理好资源网(原物理ok网)

解:nbW物理好资源网(原物理ok网)

根据自由落体运动的规律,物体下落的高度为:nbW物理好资源网(原物理ok网)

h = 1/2gt^2 = 1/2g(t^2)nbW物理好资源网(原物理ok网)

其中,g为重力加速度。nbW物理好资源网(原物理ok网)

因此,物体落地时的重力势能减少了:nbW物理好资源网(原物理ok网)

ΔE = mgh = m(H - h)g = m(H - 1/2gt^2)gnbW物理好资源网(原物理ok网)

其中,ΔE为重力势能的减少量,m为物体质量,H为塔高,h为物体落地时的高度。nbW物理好资源网(原物理ok网)


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