2 kg 物体升高 8 m,势能增加约 2×9.8×8=156.8 J。
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公式、图像和实验参数马上就绪。
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把物体抬得更高,储存了多少能量?
在近地面把物体抬高,需要对抗重力做功,这些功储存在物体—地球系统中。
物体重力近似为 mg。
匀强重力场中抬升距离为 h。
做功等于力乘距离,因此 ΔEₚ=mgh。
在交互实验中只改变“离地高度 h”。演示约定为:固定质量 m=2 kg、g=9.8 m/s²;实际计算为:计算 Eₚ=19.6h。
势能零点由参考面决定,真正有物理意义的是势能变化。 最后核对适用条件:h 必须相对于选定参考面;mgh 适用于 g 近似不变的近地面范围。
2 kg 物体升高 8 m,势能增加约 2×9.8×8=156.8 J。
h 必须相对于选定参考面;mgh 适用于 g 近似不变的近地面范围。
固定质量 m=2 kg、g=9.8 m/s²。交互页采用单变量控制:离地高度 h 从 0 m 变化到 20 m。
动态模拟用于观察现象,数据曲线的纵轴是“重力势能 Eₚ”,关系图解用于核对符号含义;三种视图使用同一组参数,结论必须一致。
保持质量为 2 kg,改变高度并观察重力势能的线性增长。
保持质量为 2 kg,改变高度并观察重力势能的线性增长。
当前输入为 8 m,实时结果为 156.8 J。
再比较最小、基准、最大三个值,并用适用条件排除无意义输入。