近似地看做一段倾斜的直线,设每段小斜线的高度差分别为Δh1、Δh2...,则物体通过每段小斜线时重力做的功分别为mgΔh1、mgΔh2....
物体通过整个路径时重力做的功
W″=mgΔh1+mgΔh2+...
=mg(Δh1+Δh2+...)=mgh
=mgh1-mgh2
(3)物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关.
[知识深化]
1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关,与物体受其他力及物体的运动状态均无关.
2.物体下降时重力做正功,物体上升时重力做负功.
3.在一些往复运动或多个运动过程的复杂问题中求重力做功时,利用重力做功的特点,可以省去大量中间过程,一步求解.
例1 在同一高度,把三个质量相同的球A、B、C分别以相等的速率竖直上抛、竖直下抛和平抛,它们都落到同一水平地面上.三个球在运动过程中,重力对它们做的功分别为WA、WB、WC,重力的平均功率分别为PA、PB、PC,则它们的大小关系为( )
A.WA>WB=WC,PA>PB=PC
B.WA=WB=WC,PA=PB=PC
C.WA=WB=WC,PB>PC>PA
D.WA>WB>WC,PA>PB>PC
答案 C
解析 由重力做功特点知:WA=WB=WC;由运动学知识知,从抛出到落地的时间:tB
二、重力势能
[导学探究] 如图3所示,质量为m的物体自高度为h2的A处下落至高度为h1的B处.求下列两种情况下,重力做的功和重力势能的变化量,并分析它们之间的关系.
图3
(1)以地面为零势能参考面;
(2)以B处所在的平面为零势能参考面.
答案 (1)重力做的功W=mgΔh=mg(h2-h1),选地面为零势能参考面,EpA=mgh2,EpB=mgh1,重力势能的变化量ΔEp=mgh1-mgh2=-mgΔh.