第八章 第2节 重力势能—2020-2021【新教材】人教版高中物理必修第二册习题课件
新教材人教版高中物理必修第二册 8-2重力势能(第二课时) 教学课件
力F作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动过程 中
下列说法正确的是 A、弹簧的弹性势能逐渐减小
(D)
B、弹簧的弹性势能逐渐增大
F
C、弹簧的弹性势能先增大再减小
B
D、弹簧的弹性势能先减小再增大
第十七页，共二十页。
3、如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧
第十九页，共二十页。
5. 如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端与物块拴接，物块放在光滑水平面 上。现用外力缓慢拉动物块，若外力所做的功为W，则物块移动了多大的距离？
提示 外力所做的功等于弹簧弹性势能的增加。
解析 若以Ep表示弹簧最终的弹性势能，则外力所做 的
功
W E 1 kl 2
2 p
这种势能叫做弹性势能。 物体具有弹性势能的条件是发生弹性形变：
第五页，共二十页。
二、探究影响弹性势能大小的因素
1.实验设计： 2.实验方法：控制变量法(1)改变l (2)改变弹簧劲度系数k 3.实验结论：(1)与弹簧形变量l有关 (2)与弹簧劲度系数k有关 形变量l一定,弹簧的劲度系数k越大，弹性势能越大； 弹簧劲度系数k一定，弹簧的形变量ΔL越大，弹性势能也越大。
所以，弹簧的伸长量亦即物块移动的距离。 l 2W k
第十五页，共二十页。
当堂小练
1、如图，在一次“蹦极”运动中，人由高空跃下到最低点的整个过
程中，下列说法正确的是（ ） AB
A.重力对人做正功
B.人的重力势能减小了 C.“蹦极”绳对人做负功 D.“蹦极”绳的弹性势能增加了
第十六页，共二十页。
2、如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在
2020-2021学年高中物理新人教版必修第二册 8.2重力势能 课时作业7(含解析)
2020-2021学年人教版（2019）必修第二册8.2重力势能课时作业7（含解析）1．关于弹性势能，下列说法正确的是（）A．弹性势能与物体的形变量有关B．弹性势能与物体的形变量无关C．物体运动的速度越大，弹性势能越大D．物体运动的速度越大，弹性势能越小2．关于重力势能，以下说法中正确的是（）A．物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的B．重力做功，重力势能可能不变化C．一个物体的重力势能从-3J变化到-5J，重力势能增大了D．重力势能实际上是物体和地球所共有的3．质量为m的物体，在距地面h高处以13g的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（）A．重力做功13 mghB．物体的动能增加23 mghC．物体的机械能减少23 mghD．物体克服阻力做功13 mgh4．如图所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是（）A．弹力变大，弹性势能变小B．弹力变小，弹性势能变大C．弹力和弹性势能都变大D．弹力和弹性势能都变小5．一根弹簧的弹力和形变量的关系图线如图所示，那么弹簧由伸长量为8cm到伸长量为4cm的过程中，弹力做的功和弹性势能的变化量分别为（）A ．3.6J ，－3.6JB ．－3.6J ，3.6JC ．－1.8J ，1.8JD ．1.8J ，－1.8J 6．起重机将质量为50kg 的物体从地面提升到10m 高处（210m/s g =），在这个过程中，下列说法中正确的是（ ）A ．重力做正功，重力势能减少35.0J 10⨯B ．重力做正功，重力势能增加35.0J 10⨯C ．重力做负功，重力势能减少35.0J 10⨯D ．重力做负功，重力势能增加35.0J 10⨯7．质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地面高度为h ，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落到地面时的重力势能及整个下落过程中的重力势能变化分别是（ ）A ．mgh ，减少了mgHB ．mgh ，减少了()mg H h +C ．mgh -，减少了mgHD ．mgh -，减少()mg H h +8．如图所示，质量为m 的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h ，己知重力加速度为g 。
人教版高中物理必修第二册 第8章 第2节 重力势能(课件)
环节一：通过研究重力做功的特点来探究重力 势能的表达式
分析丙情境时，可以利用微元法的思想，把曲面看成由很多段 小斜面组成，利用乙情境的结论可以得出，重力做功仍然只由始、 末位置的高度差决定。
重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点 和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关。
环节一：通过研究重力做功的特点来探究重力 势能的表达式
弹性势能的表达式是怎样的？
环节四：通过研究弹簧弹力做功的特点来探究 弹性势能的表达式
(1)利用弹力随物块运动的位移变化的F-x图像，利 用图像与x轴所围图形的面积来求弹力的功(如图所示)。
路径①：W12＝﹣12(kx1＋kx2)(x2﹣x1)＝12kx12﹣12kx22。 路径②：W13＝﹣12(kx1＋kx3)(x3﹣x1)＝12kx12﹣12kx32， W32＝12(kx2＋kx3)(x3﹣x2)＝12kx32﹣12kx22， W12＝W13＋W32＝12kx12﹣12kx22。 (2)弹簧弹力做功与路径无关，只与始、末位置有关。猜测弹性势能的表
当物块由x1向x2运动时，弹力做负功，而弹性势能是增大的， 即W弹＜0，ΔEp弹＞0；而当物块由x3向x2运动时，弹力做正功，而弹 性势能是减小的，即W弹＞0，ΔEp弹＜0。同理，弹簧处于压缩状态 时也有同样的规律。
环节四：通过研究弹簧弹力做功的特点来探究 弹性势能的表达式
无论是重力势能还是弹性势能，我们都是通过研究相应力做功 的特点来定义势能的，只有当力做功与路径无关，只与始、末位置 有关时，才能定义相应的势能。
因此，把“12kx2”定义为弹性势能点来探究 弹性势能的表达式
弹力做功与弹性势能的变化量之间有什么关系？
互为相反数。W12＝12kx12﹣12kx22，ΔEp＝12kx22﹣12kx12，所以 W弹＝﹣ΔEp弹。
2020-2021学年高中物理新人教版必修第二册 8.2重力势能 课时作业14(含解析)
2020-2021学年人教版（2019）必修第二册8.2重力势能课时作业14（含解析）1．图示为儿童蹦极的照片，儿童绑上安全带，在两根弹性绳的牵引下上下运动。
在儿童从最高点下降到最低点的过程中（）A．重力对儿童做负功B．儿童的重力势能减少C．儿童重力的功率一直减少D．儿童刚接触蹦床时速度达到最大2．2003年10月15日9时，我国神州五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。
在返回舱减速下降软着陆的过程中，下列说法中正确的是（）A．重力做负功，重力势能减小B．重力做正功，重力势能增大C．合力做负功，动能减小D．合力做正功，动能增大3．如图所示，木板可绕固定的垂直纸面的水平轴O转动，木板从水平位置OA缓慢转到OB位置的过程中，木板上重为5N的物块始终相对于木板静止，在这一过程中，物块的重力势能减少了4J。
用F N表示物块受到的支持力，用F f表示物块受到的摩擦力，以下判断正确的是（）A．物块降低了1.25m B．F N对物块不做功C．F f对物块不做功D．F N和F f对物块都不做功4．如图所示，质量为m的物体在外力作用下从a点分别沿abc和adc轨迹运动到其左下方的c点。
已知a点与c点间的高度差为h，物体两次运动的时间均为t，重力加速度为g，则以下说法中正确的是（）A．物体沿abc轨迹运动时，重力势能先减小后增大B．两次运动过程中重力做功的平均功率相等C．物体沿abc轨迹运动时，重力做功大于mghD．物体沿adc轨迹运动时，重力做功大于mgh5．在同一高度，把三个质量相同的球A，B，C分别以相等的速率竖直上抛，竖直下抛和平抛，它们都落到同一水平地面上，则三个球在运动过程中，重力对它们做的功分别为W A，W B，W C，重力的平均功率分别为P A，P B，P C，则它们的大小关系为（）A．W A＞W B=W C，P A＞P B=P C B．W A=W B=W C，P A=P B=P CC．W A=W B=W C，P A＞P B＞P C D．W A=W B=W C，P B＞P C＞P A6．如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是（）A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B．物体连续向墙壁运动相同的位移，弹力做的功相等C．弹力对物体做正功，弹簧的弹性势能减小D．弹力对物体做负功，弹簧的弹性势能增加7．根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水不再流动时，水面应该处于同一高度。
人教版高中物理必修第二册精品课件 第8章 机械能守恒定律 2 重力势能 (2)
面,其重力势能的值不同
过程量
状态量
重力做功的过程是重力势能改变的过程,重力做正功,重
联系
力势能减少,重力做负功,重力势能增加,且重力做了多
少功,重力势能就改变多少,即 WG=Ep1-Ep2=-ΔEp
2.重力做功与重力势能变化的关系。
(1)无论物体是否受其他力的作用,无论物体做何种运动,关
系式WG=-ΔEp总是成立的。
的“软硬”不一样,做功不一样。
3.弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加。弹
性势能的变化量总等于弹力做功的负值,表达式为W弹=-ΔEp。
如图所示,撑竿跳是运动会上常
见的比赛项目,用于撑起运动员的
竿要求具有很好的弹性。请思考:
在什么时候撑竿的弹性势能最大?
提示:撑竿形变量最大时,弹性势
在离地面80 m处无初速度地释放一小球,小球质量为m=200
g,不计空气阻力,g取10 m/s2,取释放点所在水平面为参考平面。
求:
(1)在第2 s末小球的重力势能;
(2)在第3 s内重力所做的功和重力势能的变化。
答案:(1)-40 J (2)50 J,小球的重力势能减少了50 J
解析:(1)以释放点所在水平面为参考平面,在第2 s末小球所
中,夯锤重力势能的改变是多少?
提示:(1)0 mgh mgh
(2)-mgh 0 mgh
典例剖析
如图所示,质量为m的小球,从离桌面h'高处由静止下落,桌面
离地高度为h。若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力
势能及整个过程中重力势能的变化分别是(
)
A.mgh,减少mg(h'-h)
B.mgh,增加mg(h'+h)
2020-2021学年高中物理新人教版必修第二册 8.2重力势能 课时作业16(含解析)
2020-2021学年人教版（2019）必修第二册8.2重力势能课时作业16（含解析）1．如图所示，重物A的质量为m，置于水平地面上，一根轻质弹簧原长为L，劲度系数为k，下端与重物A相连接。
现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h，使重物A离开地面，这时重物A具有的重力势能为（以地面为零势能面，重力加速度为g）（）A．mgmg hk⎛⎫+⎪⎝⎭B．()mgmg h Lk⎡⎤-+⎢⎥⎣⎦C．mgmg hk⎛⎫-⎪⎝⎭D．()mgmg h Lk⎡⎤--⎢⎥⎣⎦2．在运动会的撑杆跳高项目中，如图所示某运动员在某次撑杆跳高的过程中，从杆发生形变到最后人离开杆的过程，下列说法正确的是（）A．杆一直对人做负功B．杆一直对人做正功C．弹性势能先增大后减小D．杆对人的弹力方向始终竖直向上3．如图所示，质量为m的跳高运动员先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度，该高度比他起跳时的重心高出h，则他从起跳后至越过横杆的过程中克服重力所做的功（）A ．都必须大于mghB ．都不一定大于mghC ．用背越式不一定大于mgh ，用跨越式必须大于mghD ．用背越式必须大于mgh ，用跨越式不一定大于mgh4．我们知道，处于自然状态的水都是向重力势能更低处流动的，当水不再流动时，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力势能，即水面是等势面。
通常稳定状态下水面为水平面，但将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度ω转动，稳定时水面呈凹状，如图所示。
这一现象依然可用等势面解释：以桶为参考系，桶中的水还多受到一个“力”，同时水还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。
为便于研究，在过桶竖直轴线的平面上，以水面最低处为坐标原点、以竖直向上为y 轴正方向建立xOy 直角坐标系，质量为m 的小水滴（可视为质点）在这个坐标系下具有的“势能”可表示为22p 12x E m x ω=-。
该“势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能，水会向总势能更低的地方流动，稳定时水表面上的相同质量的水将具有相同的总势能。
高一人教物理必修第二册课件第8章2重力势能
Ep1<Ep2。
(×)
(4)重力做功WG＝－20 J时，物体的重力势能减小20 J。
(×)
(5)物体由高处到低处，重力一定做正功，重力势能一定减少。
()
√பைடு நூலகம்
(6)弹簧的长度越长，弹性势能一定越大。
(×)
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第八章 机械能守恒定律
物理（必修·第二册 RJ）
『选一选』
(多选)2020年5月27日，我国珠峰高程测量登山队成功登顶，完成对
(2)选择离地面高度h处为参考平面，夯锤在地面上的重力势能是多 少？夯锤在h高处重力势能是多少？
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第八章 机械能守恒定律
物理（必修·第二册 RJ）
2．如图所示，幼儿园小朋友们正在玩滑梯： (1)小朋友从最高点滑落到地面的过程中重力做正功还是负功？重力 势能是增加还是减少？ (2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做正功还是负功？重 力势能是增加还是减少？
珠穆朗玛峰的高程测量的前期工作。如图所示，某队员沿珠峰向上登顶
的过程中，则该队员
( AB )
A．克服重力做功
B．重力势能增加
C．重力做正功
D．重力势能减小
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第八章 机械能守恒定律
物理（必修·第二册 RJ）
解析：在竖直方向上该队员的位移向上，而重力方向竖直向下，故 重力做负功，即克服重力做功，A正确C错误；重力做负功，则重力势能 增加，故B正确D错误。
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第八章 机械能守恒定律
物理（必修·第二册 RJ）
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第八章 机械能守恒定律
物理（必修·第二册 RJ）
提示：1．(1)0 mgh (2)－mgh 0 2．(1)小朋友沿滑梯滑下的过程中重力做正功，重力势能减少。 (2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做负功，重力势能增 加。
2021-高中物理人教版必修第二册课件：第八章 第2节重力势能
第2节重力势能标1. 知道重力做功与运动的路径无关。
2. 理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。
3. 知道重力势能具有相对性，理解重力做功与重力势能变化的关系。
4. 知道探究弹性势能表达式的思路．5. 理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素．(重点)一、重力做功特点请同学们分别计算以下三种情况重力所做的功第一种情况重力做的功：ꢃℎ=ꢃℎꢃℎꢃꢃ＝－12第二种情况重力做的功：ꢃꢃꢃꢃꢃꢃꢃꢃꢃꢃ(ꢃꢃꢃꢃ···第三种情况重力做的功：ℎꢃΔℎℎꢃℎΔℎ···)Δℎ＝ꢃ＝＝ꢃ＋－＝ꢃ＋＋ꢃ＋1ꢃ12ꢃ2ꢃ12ꢃꢃꢃ结论：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关（只跟它的初末位置的高度差有关），而跟物体运动的路径无关。
ꢃꢃ＝ꢃ－ꢃꢃꢃ二、重力势能1、物体的重力势能等于它所受的重力与所处高度的乘积E P＝mgh2、重力势能是标量，单位是焦耳（J）m m m’mh hh’质量相同时，高度越高，重力势能越大高度相同时，质量越大，重力势能越大3、重力做功和重力势能变化的关系：W＝mgh－mghG12重力做的功末态的重力势能初态的重力势能W＝E－EG p1p2三、重力势能的相对性E p A =2mghE =0 hhhp A E p A =-mgh h h h h h hAA BA E pB =-3mgh E =0 E p B =-2mgh p B B B 1.为了比较势能的大小我们通常选一个参考面，处在参考面的物体的重力势能为0，参考面上方的物体的重力势能是正数，参考面下方的物体的重力是负数。
2.参考面的选取不影响重力势能的变化：E －E ＝-2mghp B p A说明：1、参考面（0势能面）的选取是任意的。
2、选不同的参考面,物体的重力势能各不相同(相对）,但对重力势能的变化没有影响（绝对）。
3、通常选地面为参考面。
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解析
若以地面为参考面，小球运动至桌面高度处的重力势能为mgH，若以桌面为参考面，小球运动至桌 面高度处的重力势能为0，故A错误；小球从静止下落至桌面高度处过程中，重力势能减小了mgh， 故B错误；小球从静止下落至水平地面过程中，重力势能减小了mg(h＋H)，故C错误；小球从桌面高 度处下落至水平地面过程中，下落高度为H，重力做功为mgH，故D正确．
第2节 重力势能
刷基础
7．如图所示，质量为m的小球，用一长为 的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个
向下的速度使小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动并
经过C点，若已知
，则小球由A点运动到C点的过程中，重力势能减少了多少？重力做的功为
多少？
mgl/3 mgl/3
离OA、OB分别为1.0 m和0.60 m，若他在1 min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4 m，g
取10 m/s2，则运动员1 min内克服重力做功约为( C )
A．150 J
B．204 J
C．4 500 J
D．7 200 J
解析
第2节 重力势能
刷基础
9．[福建漳州四中2018高一下期中]如图所示，一质量为m且质量分布均匀的细链条长为L，置于光滑 水平桌面上，现在用手按住链条一端，使其长为 的部分垂在桌面下(桌面高度大于链条长度，取桌面 为零势能面)，则链条的重力势能为( D )
第2节 重力势能
刷基础
11．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是( D ) A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C．弹簧的长度相同时，弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数k成正比 D．弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大
解析
当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，若弹簧处于压缩状态，弹簧变长时，弹簧的弹性势能 减小，故A错误；若弹簧处于压缩状态，弹簧变短时，弹簧的弹性势能增大，故B错误；由 得知，弹簧被拉伸的长度相同时，弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数k成正比，故C错误；由 得知，弹簧被拉伸的长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故D正确．
小球做功分别为W1、W2、W3，则下列判断正确的是( D )
A．W1>W2＝W3
B．W1＝W3>W2
C．W1＝W2＝W3
D．W1>W2>W3
解析
重力做功W＝mgh，h相等，由于m1>m2>m3，所以W1>W2>W3，故D正确．
第2节 重力势能
刷基础
题型2 重力势能的理解与计算
3．[江西南昌七校2019高一下期末]关于重力势能，下列说法中正确的是( D ) A．重力势能的大小只由物体本身决定 B．重力势能恒大于零 C．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 D．重力势能是物体和地球所共有的
解析
重力势能取决于物体的重力和所处的高度，故A错误．重力势能的大小与零势能面的选取有关，若物 体在零势能面下方，则重力势能为负值，故B错误．重力势能的大小与零势能面的选取有关，若选取 地面以上为零势能面，则地面上的物体的重力势能为负；若选地面以下为零势能面，则地面上的物 体的重力势能为正．故C错误．重力势能是物体和地球共有的，故D正确．
02
重力势能
第2节 重力势能
刷基础
题型1 重力的功
1.[山东师范大学附中2019高一下月考]如图所示，质量为m的小球从高度为h处的斜面上的A点滚下， 经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达高为 的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做 功为( B )
解析
第2节 重力势能
刷基础
2．[江西上饶玉山一中2019高一下期中]如图所示，质量关系为m1>m2>m3的三个小球分别沿三条不 同的轨道1、2、3由离地高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、3是光滑的，轨道2是粗糙的，重力对
第2节 重力势能
刷基础
题型3 重力做功与重力势能的关系
5．[四川棠湖中学2019高一下月考]质量为m的小球在桌面上方离桌面h高处由静止自由下落至水平地面， 已知桌面离地面的高度为H，重力加速度为g，下列说法正确的是( D ) A．小球运动至桌面高度处的重力势能一定为mgh B．小球从静止下落至桌面高度处过程中，重力势能增加了mgh C．小球从静止下落至水平地面过程中，重力势能可能不变 D．小球从桌面高度处下落至水平地面过程中，重力做功为mgHΒιβλιοθήκη 第2节 重力势能刷基础
6．物体做自由落体运动，Ep表示重力势能，h表示下落的距离，以水平地面为零势能面，下列图像中能 正确反映Ep和h之间关系的是( B )
解析
设初始位置高度为H，由重力势能公式得Ep＝mg(H－h)＝mgH－mgh，由数学知识可知重力势能与h的关 系图像为斜向下的直线，故B正确．
解析
第2节 重力势能
题型5 弹性势能的表达式
10．关于弹性势能，下列说法中正确的是(B ) A．弹簧在任何状态下都具有弹性势能 B．弹簧只有在发生弹性形变时才具有弹性势能 C．弹性势能不可以与其他形式的能相互转化 D．弹性势能在国际单位制中的单位是瓦特
刷基础
解析
发生弹性形变的物体，恢复形变的过程能够对外做功，即具有弹性势能，故A错误，B正确；弹性势 能可以与其他形式的能相互转化，如弹簧振子振动过程中，动能与弹性势能相互转化，故C错误；弹 性势能在国际单位制中的单位是焦耳，故D错误．
解析
根据
得，小球由A点运动到C点的过程中，重力做的功
以重力势能减少了
.
，所
第2节 重力势能
刷基础
题型4 匀质直杆与细链的重力势能
8．[山东青岛2018高一上期末]如图所示，质量为60 kg的某运动员在水平地面上做俯卧撑运动，运动过程
中可将他的身体视为一根直棒，已知重心在C点，过C点作地面的垂线，该垂线与脚及两手连线中点间的距
第2节 重力势能
刷基础
4．(多选)下列关于物体重力势能的说法正确的是( AC ) A．物体的重力势能增大，该物体一定克服重力做功 B．物体的重力势能减小，该物体一定克服重力做功 C．重力势能为负值说明物体在零势能参考平面以下 D．重力势能为负值说明物体在零势能参考平面以上
解析
重力做正功时，物体的重力势能减小，物体克服重力做功，物体的重力势能增大，故A正确，B 错误；规定零势能参考平面后，物体在参考平面以上，则物体的重力势能为正值，物体在参考 平面以下，则重力势能为负值，故C正确，D错误．