06 基础课：重力势能与弹性势能

潜力

势能 (potential energy)

物体的潜在破坏力。

重力势能和弹性势能

要想将势能变成动能，需要某个力做功。

重力势能

重力势能指物体由于被举高具有的能量。

$E_{PG}=mgh$

单位焦耳，是标量，无方向。

是物体和地球共有的。

零势能面

人为规定的重力势能为 0 的面，叫零势能面。

比大小

弹性势能

物体由于形变具有的能量。

形变越大，势能越大，不需要零势能面。

弹簧弹性势能：$E_{P\mathrm{弹}}=\frac{1}{2}k{x}^2$

例题

题 1

TIP

相对哪里，哪里指的是零势能面。

解

相对二楼地面，指的是以二楼为零势能面。 $B$

题 2

解

落地时的重力势能：$E_P=-mgh=-10\times 1=-10J$

改变量就是末减初：$-10-mgH=-10-20=-30$

$D$

题 3

TIP

非质点，找重心

解

由于铁链的一半在零势能面上，所以那部分的势能为 0.

另一半的重心在中间，势能为 $Gh=-\frac{mg}{2}\frac{L}{4}=-\frac{mgL}{8}$

$D$

注意，这道题很容易选成 C，因为忘记了铁链的一半质量应该也为一半。

题 4

解

$D$