什么是重力势能？
重力势能（GPE）是物体由于在重力场中所处的位置而储存的能量。把一本书放到书架上，它就获得了势能；让它落下，这份能量便转化为运动。本计算器根据三个输入量——质量、高度和重力加速度——计算重力势能，结果以国际单位制（SI）的能量单位焦耳（J）表示。这一物理规律普遍适用于任何地方，并不局限于某个国家。
计算公式
重力势能由下式给出：
- $$PE = m \cdot g \cdot h$$
- \(m\) = 物体的质量，单位为千克（kg）
- \(g\) = 重力加速度，单位为米每二次方秒（m/s²）
- \(h\) = 相对于参考点的高度，单位为米（m）
在地球表面，g 约为 9.81 m/s²。月球上约为 1.62 m/s²，火星上约为 3.72 m/s²，因此同一个物体在不同星球上储存的势能也各不相同。
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如何使用本计算器
- 输入物体的质量，单位为千克。
- 输入高度，单位为米，从你选定的零点（通常是地面）开始测量。
- 输入 \(g\) 的数值，或直接使用地球默认值 9.81 m/s²。
- 读取以焦耳为单位的重力势能结果。
请记住，高度始终是相对的——零点由你自己决定。同一个物体，从地板算起还是从地下室算起，得到的重力势能可能并不相同。
计算实例
假设在地球上，一本 2 kg 的教科书放在距地面 1.8 m 高的书架上：
- $$PE = m \cdot g \cdot h = 2 \times 9.81 \times 1.8$$
- $$PE = 35.32 \text{ 焦耳}$$
如果这本书落到地面，这 35.3 J 的能量就会以动能的形式释放出来。
常见问题
重力势能可以是负值吗？ 可以。如果物体位于你所选参考点的下方，结果就为负。物理上真正有意义的只是重力势能的差值，因此正负号只是反映物体会朝哪个方向运动。
物体下落时能量去哪了？ 它会转化为动能（\(\tfrac{1}{2}mv^2\)）。在忽略空气阻力的情况下，落地瞬间所有的重力势能都变成了运动的动能。
为什么用 9.81 而不是 10？ 9.81 m/s² 是公认的地球重力加速度平均值。取 10 是一种便捷的近似算法，但会带来约 2% 的误差。
