题目内容

如图所示,桌面距地面0.8 m,一物体质量为2 kg,放在距桌面0.4 m的支架上.

(1)以地面为零势能位置,计算物体具有的势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中,势能减少多少?

(2)以桌面为零势能位置,计算物体具有的势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少?

答案:
解析:

  思路与技巧:根据物体相对零势能位置的高度,直接应用公式计算即得.

  评析:通过上面的计算,可以看出,物体重力势能的大小是相对的,其数值与零势能位置的选择有关.而重力势能的变化是绝对的,与零势能位置的选择无关,其变化值仅由重力对物体做功的多少决定.当物体从支架落到桌面时重力做功为

WG=mgh=2×9.8×0.4 J=7.84 J

  因此两情况中重力势能的变化都为7.84 J.不论我们如何选择参考系,对于一物理过程,重力势能的改变是一定的,即重力势能的差值和零点的选择无关.我们今后的学习中,更多的是研究某物理过程中重力势能的变化,这时我们就可以适当选择参考系使问题简化,而不会影响结果.


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