Question

16．质量为3kg的物体放在高4m的平台上，g取10m/s²．求：
（1）以平台为参考平面，物体的重力势能是多少？
（2）以地面为参考平面，物体的重力势能是多少？
（3）物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做功是多少？

Answer 1

分析 （1）、（2）重力势能的计算公式为E_P=mgh，h是物体相对于参考平面的高度．根据这个公式直接计算．
（3）重力做功只与物体的初末位置有关，与路径无关，且重力做功和重力势能变化数值相等．

解答 解：（1）小球放在平台上，相对于平台表面的重力势能是0．
（2）小球相对于地面的高度为：h=4m，相对于地面的重力势能是：
E_P=mgh=3×10×4J=120J
（3）小球从平台落到地面，则在整个过程中，高度下降h=4m，重力势能减少量为：
△E_P=mgh=3×10×4J=120J
则重力势能减少是：△E_P=120J
答：（1）小球相对于平台表面的重力势能是0．
（2）小球相对于地面的重力势能是120J．
（3）物体从平台落到地面上，重力势能减少120J，重力做功是120J．

点评 解决本题的关键知道重力势能的大小与零势能的选取有关，但重力势能的变化与零势能的选取无关．以及知道重力做功和重力势能变化的关系，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加．