對重力勢能影響因素的不同思考

徐 海 華繼干

(寶應縣實驗初中 江蘇 揚州 225800)

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對重力勢能影響因素的不同思考

徐 海 華繼干

(寶應縣實驗初中 江蘇 揚州 225800)

對影響重力勢能因素做了思考，認為重力勢能可以表達為與重力和高度有關，重力勢能的公式可以寫成重力與高度的乘積.

重力勢能 重力 高度

重力勢能真的跟質量有關嗎？也許物理界的同仁們對我的這一問不以為然．他們可能會這樣反駁：“物體的重力勢能與物體的質量和高度有關，質量越大，高度越高，它具有的重力勢能就越大”，教材中就是這樣寫的．不錯，從初中到高中，甚至物理界都是這樣認為的．無話可說，不過這并不等于筆者認同這個結論．

初中階段在探究重力勢能的影響因素時，用的是模擬打樁(如圖1)，讓重錘從樁正上方的某一高度處自由下落，將樁打入沙中．通過樁陷入沙子的深度來反映重錘重力勢能的大小．在探究重力勢能與質量的關系時，用不同質量的重錘從同一高度處自由下落．比較樁陷入沙子的深度．實驗表明：在高度相同時，重錘的質量越大，樁陷入沙子的深度越深．

圖1

筆者的疑惑是：在同一個地點，重力加速度g值相同，也就是說質量相同的重錘，它們的重力也是相同的，為什么一定是跟質量成正比而不說是與重力成正比呢？假如將此實驗搬到月球上去做，同樣的高度，質量相等的重錘，它們將樁打入沙子的深度就一樣嗎？要知道月球上的物體重力比在地球上小得多，重錘打在樁上的力同樣也比在地球上要小，力的大小可是力的三要素之一?。?/p>

力的大小不同，作用效果能一樣嗎？這不就可以說明影響重力勢能的因素不是質量而是重力了嗎？

如果這些還不能讓你信服，那么重力勢能的計算公式是什么？

這是筆者在百度上找到的有關重力勢能的介紹：

重力勢能(Gravitational potential energy)是指物體由于被舉高而具有的能，對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定．物體的質量越大、相對的位置越高、做的功越多，從而使物體具有的重力勢能變大，它的表達式為：Ep=mgh．

這句話，筆者不完全同意也不完全否定．

不同意的是“物體的質量越大、相對的位置越高、做的功越多”這一句．我們知道，功的計算公式是W=Fs，決定做功多少的是力而不是質量．百度怎么能犯這樣的低級錯誤？

同意的是“它的表達式為：Ep=mgh”．從公式中不難看出，質量相同，高度相同，重力勢能不一定相同，重力勢能還與g值的大小有關．因此，教材中的表述也是錯誤的．

那么，應該怎樣表示重力勢能的影響因素呢？

我們知道m與g的乘積是重力G，因此可以說成重力勢能與重力和高度有關．重力勢能的公式可以直接寫成Ep=Gh．這樣叫它重力勢能才是名副其實、順理成章的事．

2016-01-06)