我們常常說一個(gè)物體或一個(gè)帶電粒子具有多少勢(shì)能，這是一種簡(jiǎn)化的說法全肮，正確的是勢(shì)能是屬于系統(tǒng)共有的敞咧。以物體的重力勢(shì)能為例，沒有地球?qū)ξ矬w的引力作用倔矾，就沒有物體的重力勢(shì)能妄均，所以物體的重力勢(shì)能是物體與地球共有的。另外哪自，系統(tǒng)的勢(shì)能可以發(fā)生轉(zhuǎn)化丰包，如蘋果落地，系統(tǒng)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為蘋果的動(dòng)能以及通過克服空氣做功一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能壤巷。在這個(gè)過程中邑彪，地球由于質(zhì)量很大，認(rèn)為是不動(dòng)的胧华，沒有轉(zhuǎn)化為地球的動(dòng)能寄症。

二、高中勢(shì)能的種類及其大小

高中學(xué)習(xí)的勢(shì)能除了上面提到的重力勢(shì)能矩动、彈性勢(shì)能以外有巧，還有電磁方面的勢(shì)能，如電勢(shì)能與分子勢(shì)能悲没，他們都是由于對(duì)應(yīng)的相互作用力并由系統(tǒng)各部分間的相對(duì)位置決定的能量篮迎。如電勢(shì)能由電荷間的電場(chǎng)力決定，分子勢(shì)能由分子間作用力決定。

正點(diǎn)電荷在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由于具有做功的形勢(shì)而具有電勢(shì)能

分子間存在斥力與引力而具有電勢(shì)能

系統(tǒng)勢(shì)能的大小在高中階段都是根據(jù)對(duì)應(yīng)的力做功大小來定義的（為了便于描述甜橱，這里系統(tǒng)的勢(shì)能都簡(jiǎn)稱為物體的勢(shì)能）逊笆。如物體在某處的重力勢(shì)能大小定義為將該物體從此位置移到零勢(shì)能面時(shí)重力所做的功的大小。同理岂傲，彈性勢(shì)能难裆、電勢(shì)能、分子勢(shì)能都定義為分別把彈簧一端镊掖、電荷乃戈、分子在移到零勢(shì)能點(diǎn)時(shí)彈力、電場(chǎng)力亩进、分子力所做的功的大小偏化。如下面公式反映，物體在A點(diǎn)的勢(shì)能大懈浜睢：

A點(diǎn)的勢(shì)能為將物體從該點(diǎn)移到0勢(shì)能點(diǎn)力所做的功

根據(jù)力做功的公式得到下面公式：

彈簧的彈力與形變量成線性關(guān)系

由于高中對(duì)通過做功方式計(jì)算電勢(shì)能與分子勢(shì)能的公式不做要求，所以不列出來驶冒。從上面兩條計(jì)算勢(shì)能的公式也反映出前面提到的勢(shì)能的兩個(gè)條件苟翻，這也是決定勢(shì)能大小的因素，一個(gè)是力的大小骗污，如上面的重力mg崇猫、彈力F；一個(gè)是相對(duì)的位置需忿，如上面公式的h诅炉、x（當(dāng)然這里是根據(jù)胡克定律將彈力公式表達(dá)出來）。上述提到的零勢(shì)能點(diǎn)或面是一個(gè)參考系屋厘，幾乎描述任何物體的性質(zhì)與運(yùn)動(dòng)都得選擇參考系涕烧，高度、距離同樣要選擇參考系汗洒，理論上參考系選擇是任意的议纯，但會(huì)考慮研究問題的方便性而選擇特定的零勢(shì)能面，如上述一般選擇地面與彈簧恢復(fù)原狀時(shí)為零勢(shì)能面溢谤，選無窮遠(yuǎn)處為零電勢(shì)能點(diǎn)或零分子勢(shì)能點(diǎn)瞻凤。

從上述兩條公式也反映出，當(dāng)力一定時(shí)世杀，只要高度h阀参、距離x決定了，力對(duì)物體做功的大小就固定了瞻坝，即重力做功蛛壳、彈力做功與路徑無關(guān)，而只與物體的初始位置與終止位置有關(guān)，具有這樣特點(diǎn)的力是保守力炕吸，與之相反的是耗散力伐憾，如摩擦力做功，沿不同路徑赫模，摩擦力做功大小不同树肃，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的大小不一樣。所以瀑罗，高中學(xué)習(xí)的重力胸嘴、萬有引力、彈力斩祭、電場(chǎng)力劣像、分子力都是保守力，而空氣阻力摧玫、摩擦力都是耗散力耳奕。當(dāng)然保守力與耗散力不作為高中學(xué)習(xí)要求，但哪些力做功與路徑有無關(guān)系是要明確的诬像。

三屋群、勢(shì)能變化與做功的關(guān)系

除了知道物體的勢(shì)能大小，還需要知道物體勢(shì)能的變化大小坏挠，因?yàn)槟芰客ㄟ^轉(zhuǎn)化才有利用價(jià)值芍躏。通過上面推導(dǎo)知道，在勢(shì)能轉(zhuǎn)化中降狠，做功是一個(gè)重要因素对竣，做功是能量轉(zhuǎn)化大小的量度。那么重力勢(shì)能榜配、彈性勢(shì)能否纬、電勢(shì)能與分子勢(shì)能的變化與他們對(duì)應(yīng)的力做功有什么關(guān)系呢？推到過程如下：

根據(jù)勢(shì)能的定義式推導(dǎo)出第一式芥牌，即物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)勢(shì)能的變化量等于物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)力所做的功烦味。從第二式看出，物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)勢(shì)能的變化量等于在力作用下物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所做的功的負(fù)數(shù)壁拉。從而得出：

重力做正功谬俄，物體的重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功弃理，物體的重力勢(shì)能增大溃论。

彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減少痘昌；彈力做負(fù)功钥勋，彈簧的彈性勢(shì)能增大炬转。

電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減少算灸；電場(chǎng)力做負(fù)功扼劈，電荷的電勢(shì)能增大。

分子力做正功菲驴，分子的勢(shì)能減少荐吵；分子力做負(fù)功，分子的勢(shì)能增大赊瞬。

從以上結(jié)論得出先煎，力做正功，勢(shì)能都減少巧涧，力做負(fù)功薯蝎，勢(shì)能都增大；而且勢(shì)能的變化量只與他們相應(yīng)的力做功的大小有關(guān)谤绳，與別的力做功無關(guān)占锯。

四、高中關(guān)于勢(shì)能的考察

1缩筛、（多項(xiàng)）物體豎直下落烟央，在彈簧被壓縮的過程中（忽略空氣阻力作用），下列說法正確的是（ ABD? ）A歪脏、彈簧的彈性勢(shì)能增大?

B、物體的重力勢(shì)能減少

C粮呢、物體的重力勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變

D婿失、物體、地球與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和不變啄寡，即機(jī)械能守恒

分析得出豪硅，彈簧的彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增大挺物；重力對(duì)物體做正功懒浮，物體的重力勢(shì)能減少。那么這些增大或減少的勢(shì)能哪里去了识藤？他們都通過做功的方式轉(zhuǎn)化為動(dòng)能了砚著，如彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈簧勢(shì)能的增大量完全由物體動(dòng)能的減少作為代價(jià)痴昧，重力對(duì)物體做正功稽穆，物體勢(shì)能的減少量全部轉(zhuǎn)化為物體動(dòng)能的增加（當(dāng)然沒有其他阻力做功的作用下）。所以這個(gè)過程中只有勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化赶撰，那么物體舌镶、彈簧與地球構(gòu)成的系統(tǒng)的勢(shì)能與動(dòng)能之和不變柱彻，即機(jī)械能守恒。當(dāng)然餐胀，明顯地哟楷，物體在這個(gè)過程中，機(jī)械能不守恒否灾，因?yàn)槌酥亓ψ龉?shí)現(xiàn)其勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化外卖擅，還有彈力對(duì)它做負(fù)功，其機(jī)械能是減少的坟冲。

2磨镶、(2016·山西太原高三測(cè)評(píng)，單項(xiàng))如圖健提，空間中存在水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)琳猫。在電場(chǎng)中將一帶電液滴從b點(diǎn)由靜止釋放，液滴沿直線由b運(yùn)動(dòng)到d私痹，且直線bd方向與豎直方向成45°角脐嫂，下列判斷正確的是(　B　)

A．液滴帶正電荷? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B．液滴的電勢(shì)能減少

C．液滴的重力勢(shì)能和電勢(shì)能之和不變?

D．液滴的電勢(shì)能和動(dòng)能之和不變

結(jié)合運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)液滴受力分析，則其受電場(chǎng)力方向?yàn)樗较蛴椅勺瘢c場(chǎng)強(qiáng)方向相反账千，所以液滴帶負(fù)電。那么重力與電場(chǎng)力對(duì)液滴都做正功暗膜，則液滴的重力勢(shì)能與電勢(shì)能都減少匀奏。由于重力與電場(chǎng)力做正功，液滴勢(shì)能的減少量等于其動(dòng)能的增量学搜，所以液滴的勢(shì)能與動(dòng)能之和不變娃善。

3、（2017.吉林省實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬瑞佩，多項(xiàng)）兩分子間的斥力和引力的合力F與分子間距離r的關(guān)系如圖中曲線所示聚磺，曲線與r軸交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為r0，相距很遠(yuǎn)的兩分子在分子力作用下炬丸，由靜止開始相互接近瘫寝。若兩分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)分子勢(shì)能為零，下列說法正確的是（BCE? ）

A．在r＞r0階段稠炬，F(xiàn)做正功焕阿，分子動(dòng)能增大，勢(shì)能也增大

B．在r＜r0階段首启，F(xiàn)做負(fù)功捣鲸，分子動(dòng)能減少，勢(shì)能增大

C．在r＝r0時(shí)闽坡，分子勢(shì)能最小栽惶，動(dòng)能最大

D．在r＝r0時(shí)愁溜，分子勢(shì)能為零

E．分子動(dòng)能和分子勢(shì)能之和在整個(gè)過程中不變

在在r＞r0階段，分子力表現(xiàn)為引力外厂，其對(duì)分子做正功冕象，則分子勢(shì)能的減少量轉(zhuǎn)化為等量的分子動(dòng)能的增量；在r＜r0階段汁蝶，分子力表現(xiàn)為斥力渐扮，其對(duì)分子做負(fù)功，則分子動(dòng)能的減少量轉(zhuǎn)化為等量的分子勢(shì)能的增量掖棉。所以墓律，在這個(gè)過程中，動(dòng)能先增大再減少幔亥，在r0處動(dòng)能最大耻讽；勢(shì)能先減少后增大，在r0處勢(shì)能最小帕棉，但不為0针肥。在這個(gè)過程中，只有分子力做功香伴，所以分子的勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變慰枕。

以上為關(guān)于高中勢(shì)能知識(shí)的考察，知識(shí)點(diǎn)比較集中即纲，但在高考中其常常與其他知識(shí)綜合起來考察具帮，但一般考察的難度都不大，只要把握了做功與能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系低斋，就很容易解答出來匕坯。

教師在教學(xué)中一定要把握各個(gè)概念的本質(zhì)及其與其他概念的聯(lián)系，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)知識(shí)的產(chǎn)生拔稳，幫助學(xué)生建構(gòu)知識(shí)，形成更廣的知識(shí)聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)锹雏，這樣的知識(shí)不但更容易理解與記憶巴比，也更能體現(xiàn)其價(jià)值。