徐 海 华继干

(宝应县实验初中 江苏 扬州 225800)



对重力势能影响因素的不同思考

徐 海 华继干

(宝应县实验初中 江苏 扬州 225800)

对影响重力势能因素做了思考，认为重力势能可以表达为与重力和高度有关，重力势能的公式可以写成重力与高度的乘积.

重力势能 重力 高度

重力势能真的跟质量有关吗？也许物理界的同仁们对我的这一问不以为然．他们可能会这样反驳：“物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高，它具有的重力势能就越大”，教材中就是这样写的．不错，从初中到高中，甚至物理界都是这样认为的．无话可说，不过这并不等于笔者认同这个结论．

初中阶段在探究重力势能的影响因素时，用的是模拟打桩(如图1)，让重锤从桩正上方的某一高度处自由下落，将桩打入沙中．通过桩陷入沙子的深度来反映重锤重力势能的大小．在探究重力势能与质量的关系时，用不同质量的重锤从同一高度处自由下落．比较桩陷入沙子的深度．实验表明：在高度相同时，重锤的质量越大，桩陷入沙子的深度越深．

图1

笔者的疑惑是：在同一个地点，重力加速度g值相同，也就是说质量相同的重锤，它们的重力也是相同的，为什么一定是跟质量成正比而不说是与重力成正比呢？假如将此实验搬到月球上去做，同样的高度，质量相等的重锤，它们将桩打入沙子的深度就一样吗？要知道月球上的物体重力比在地球上小得多，重锤打在桩上的力同样也比在地球上要小，力的大小可是力的三要素之一啊！

力的大小不同，作用效果能一样吗？这不就可以说明影响重力势能的因素不是质量而是重力了吗？

如果这些还不能让你信服，那么重力势能的计算公式是什么？

这是笔者在百度上找到的有关重力势能的介绍：

重力势能(Gravitational potential energy)是指物体由于被举高而具有的能，对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定．物体的质量越大、相对的位置越高、做的功越多，从而使物体具有的重力势能变大，它的表达式为：Ep=mgh．

这句话，笔者不完全同意也不完全否定．

不同意的是“物体的质量越大、相对的位置越高、做的功越多”这一句．我们知道，功的计算公式是W=Fs，决定做功多少的是力而不是质量．百度怎么能犯这样的低级错误？

同意的是“它的表达式为：Ep=mgh”．从公式中不难看出，质量相同，高度相同，重力势能不一定相同，重力势能还与g值的大小有关．因此，教材中的表述也是错误的．

那么，应该怎样表示重力势能的影响因素呢？

我们知道m与g的乘积是重力G，因此可以说成重力势能与重力和高度有关．重力势能的公式可以直接写成Ep=Gh．这样叫它重力势能才是名副其实、顺理成章的事．

2016-01-06)