8.2重力做功与重力势能

我们对于重力本身比较熟悉了，但是重力做功有什么特点呢？

重力做功的大小只和物体的初末位置有关，和物体的运动过程无关。

也就是说，不论物体是如何从一个位置移动到另一个位置，只要初末位置确定了，那么物体的重力对其做功的大小就确定了。

讲到这里，我们就要引出保守力的概念了。

保守力的特点是，保守力做功只与物体的初末位置有关，与物体的运动过程无关。

或者说，保守力做功具有这样的特点：如果一个物体从初始位置出发，经过了一定的运动过程后，物体又回到了初始状态，保守力做功为零。

所以，从上面的介绍我们知道，重力就属于保守力的一种。

当然后面我们还会遇到其他的保守力，比如弹力，电场力等。

重力做功的计算公式为：

W=mgΔh=mg(h1-h2)

其中Δh为初末位置的高度差。

假设相对于同一参考面来说，初始位置的物体高度为h1，末位置的物体的高度为h2。

那么，Δh=h1-h2

我们把mgh称为物体在高度h时具备的重力势能Ep。

那么，重力做功：

W=mgΔh=mg(h1-h2)=mgh1-mgh2=Ep1-Ep2

所以，我们就可以描述为：

物体的重力做功等于物体的重力势能的变化量。

从以上我们也可以得到以下结论：

重力做正功，物体的高度降低，物体的重力势能减少，其重力做功的多少等于物体重力势能的减少量，或者说重力做了多少正功，物体的重力势能就减少多少。

重力做负功，物体的高度升高，物体的重力势能增加，其重力做功的多少等于物体重力势能的增加量，或者说重力做了多少负功，物体的重力势能就增加多少。

最后介绍下势能的相对性。

在高中物理阶段，我们会遇到几种势能，重力势能，弹性势能，分子势能，电势能等。

势能也叫位能，与相互作用的物体的相对位置有关。

所以物体的势能大小具有相对性。

拿重力势能来说，物体的重力势能的大小就是由地球以及物体相对地面的位置决定的。其大小的计算公式为：mgh，由于高度零点，或者零势能面的选取不同，那么一个物体的势能的大小可能不同。这就是势能的相对性。

其他形式的势能也是如此。