物理動能和勢能知識筆記-tft每日頭條

物理動能和勢能知識筆記

生活更新时间:2024-08-23 18:27:04

假設我們要将一個貨箱升到裝卸平台上的某個更高的位置，如圖所示。

物理動能和勢能知識筆記（物理知識拓展2:對重力勢能的理解）1

在這個過程中做了功，如果隻以貨箱停在新位置上結束，那麼并沒有得到什麼動能。但是貨箱的能量增加了，上升力所做的功的結果是增加了勢能。

再看上圖，要升起貨箱，我們就需要對它施加一個向上拉它的力，但是所加的力并不是作用在貨箱上的唯一的力，貨箱的重量會向下拉貨箱。如下圖所示:

物理動能和勢能知識筆記（物理知識拓展2:對重力勢能的理解）2

如果用來升高貨箱的力的大小剛好等于重力但方向相反(即:F=W)，那麼作用在貨箱上的淨力就是零，貨箱不會加速(即F淨=ma=F-W=0，則加速度a=0)。實際上，在貨箱開始運動時，我們會讓它有一點加速，在運動結束時會讓它有一點減速，而在絕大部分運行過程中它以恒定速度運動。實際操作的情景也應當如似。

上升力所做的功增加了貨箱的重力勢能。上升力和重力大小相等，方向相反，因此淨力為零，沒有加速度。上升力由于使物體反抗向下拉的重力運動而做功。如果松開繩子，貨箱将會向下加速運動，獲得動能。

貨箱得到的重力勢能是多少？上升力所做的功等于力的大小乘以運動距離(即W=Fh)。作用力等于貨箱的重量 mg (即F=W=㎎)。若貨箱上升一個高度 h，那麼所做的功便是 mgh。重力勢能等于所做的功，即PE =mgh。

這裡用縮寫 PE 代表勢能，PE是Potential energy的縮寫，Potential是“潛在的;可能的”意思，因此PE的意思就是潛在的能量或者可能的能量;而動能的縮寫是KE,是Kinetic energy的縮寫，Kinetic是“運動的;運動引起的”意思。

假如一個質量為 100kg的貨箱被升到一個高出地面 2m 的裝卸平台上，那麼它得到的勢能是

PE = mgh

= 100kg ×9.8m/s² × 2m

= 1960J。

高度h 是貨箱運動到某一參考高度或參考位置之上的距離。在上例中，我們将貨箱原來在地面的位置選為參考高度。通常我們将一個物體可能發生運動的最低點選為參考高度，以避免出現負的勢能。不過，重要的是勢能的變化，因此參考高度的選擇對真實的物理情況并無影響,隻要利于問題研究即可。這是理解重力勢能的一個重要知識點，也就是說重力勢能會随參照物的不同而不同。

在重力勢能的情形下，施力物體實際上是地球，這個力就是地球的重力。将一個物體移得離地球越遠，重力勢能就越大(即PE=mgh,h越大，肯定PE越大)。

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