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1、四种势能的变化规律作者：王翔来源：教育周报教研版2020年第39期在高中现行物理教材中，势能有四种，即重力势能、电势能、弹性势能和分子势能。这四 种势能各有其自身的特点，同时又有共性。它们各与一种性质的力相对应：重力势能与重力对 应、电势能与电场力对应、弹性势能与弹力对应、分子势能与分子力对应，这四种势能的变化 也与各自对应的力做功有关。在教学中，学生普遍反映分子力做功与分子势能的变化关系较难 想像，电场力做功与电势能的变化难以理解。其实只要认真分析这四种势能的特点，弄清它们 的不同之处和共同的地方，然后找出它们的变化规律，就会发现这些问题并不难理解。下面就 这四种势能进行类比，并总结它们的变
2、化规律。一、重力势能与电势能的比较物体的重力势能Ep=mgh,其大小由mgh的乘积决定，而h与参考平面的选取有关。Ep 的正负由h的正负决定，当物体在参考平面之上h为正，Ep为正;在参考平面之下h为负.E为 负。电荷的电势能E=q申，由于q和申都是可正可负的，所以E的大小和正负都由q申的乘积的 大小、正负决定。申与零电势点的选取有关，其大小和正负可根据电场线的性质或等势面来判 定。当有重力对物体或电场力对电荷做功，重力势能、电势能就会发生变化。物体重力势能的变化等于重力对物体所做的功，当重力对物体做正功时，重力势能减少; 当重力对物体做负功时，重力势能增加。这一结论可由重力做功的特点来证明，我
3、们知道，重 力的方向总是竖直向下的，重力做的功等于重力与物体在重力的方向上发生的位移的乘积，物 体在重力方向上的位移就等于物体在两个位置时的高度差，即WG=mg （h2-hl），而h2、hl 是物体相对参考平面的高度，与物体的运动路线无关， mgh2、 mgh1 则是物体在两个位置的重 力势能，因此说明重力对物体做的功等于物体重力势能的改变，即WG=mg （h2-h1） =- Ep。 电荷电势能的变化与重力势能的变化是相似的：电势能的变化等于电场力对电荷所做的功，电 场力做正功，电势能减少;电场力做负功，电势能增大。这是由电场力做功的特点所决定的： 电场力对电荷所做的功WE=q）与电荷的运动路线无关，只与始末位置的电势申1和申2有关。而q申2、q申1分别是电荷在末、初两位置的电势能，所以电势能的改变量- E=WE=q （p2-p1）o总之，对于重力势能和电势能的变化规律，可归纳为重力（或电场力）做正功，势能减少; 重力（或电场力）做负功，势能增大。二、弹性势能分子势能的比较
