题目

如图所示，桌面距地面的高度为0.8 m，一物体质量为2 kg，放在桌面上方0.4 m的支架上，g取10 m/s2。求： （1） 以桌面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ （2） 以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？ （3） 以上计算结果说明什么？ 答案： 解：设桌面距支架高度为 h1 ， h1=0.4m ，设地面距桌面高度为 h2 ， h2=0.8m 。 以桌面为零势能参考平面，物体在支架上具有的重力势能为： EP1=mgh1=2×10×0.4J=8J 以桌面为零势能参考平面，物体在地面的重力势能为： EP地1=−mgh2=−2×10×0.8J=−16J 物体由支架下落到地面过程中重力势能减少量为： ΔEP=ΔEP−EP地1=8−（−16）J=24J 解：以地面为零势能参考平面，物体在支架上具有的重力势能为： EP2=mg(h1+h2)=2×10×（0.4+0.8）J=24J 以地面为零势能参考平面，物体在地面的重力势能为零。 物体由支架下落到地面过程中重力势能减少量为： ΔEP'=EP2−0=24J−0=24J 解：通过上面的计算可知： EP1≠EP2；ΔEP=ΔEP' 。物体的重力势能是相对的，它的大小与零势能参考平面的选取有关，而物体的重力势能的变化是绝对的，它与零势能参考平面的选取无关，其变化值与重力对物体做功的多少相等。

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