保守力场 势能取决于两个或多个物体的相对位形，是两个或多个物体所共有的

勢能（potential energy），又叫位能，是储存于一物理系统内的能量，是一个用来描述物体在保守力场中做功能力大小的物理量。保守力作功与路径无关，故可定义一个仅与位置有关的函数，使得保守力沿任意路径所做的功，可表达为这两点对应函数值的差，这个函数便是势能。

从物理意义上来说，势能表示了物体在特定位置上所储存的能量，描述了作功能力的大小。在适当的情况下，势能可以转化为诸如动能、内能等其他能量。

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1 势能
1.1 势能的定义
1.2 势能物理意义
1.3 机械能
1.4 物体在势能场中的平衡
1.5 势
2 几种常见势能
2.1 引力势能
2.2 重力势能
2.3 彈性勢能
2.4 靜電势能
2.5 分子势能
3 参见条目
4 注释
5 参考资料


[编辑] 势能
[编辑] 势能的定义
如果分别作用于两个质点上的作用力与反作用力作功与具体路径无关，只取决于相互作用质点初末位置，那么这样的一对力就叫作保守力（conservative force）。不满足这个条件的则称为非保守力（nonconservative force）。保守力的性质是，在相对一个质点静止的参考系中，另一个质点沿闭合路径运动一周，保守力作功为零。一般而言，保守力是关于位置的函数，这个函数被称作保守力场。

推广到多质点体系和连续分布物体，如果任意两个质点或质元之间的作用力都是保守力，则称该质点系为保守体系。由保守体系中，各质点或质元的相对位置发生变化时，其间的相互作用力将会作出一定量的功，而其所作功之和只与两质点相对位置有关。将保守体系在保守力作用下的这种与相对位置相联系的作功本领定义为一个函数，称为该保守体系的勢能函数或位能函数（potential energy function），简称勢能或位能（potential energy）。

势能为能量的一种，在国际单位制下的单位是焦耳（J），另外在涉及到粒子物理时常用到电子伏特（eV）。势能一般使用“Ep”表示，常常也使用“W”“U”和“V”。

势能是一个标量，当一个物体与多个物体共有势能或共有多种势能时，这个物体所具有的总势能为所有势能的代数和。

由定义可知，势能取决于两个或多个物体的相对位形，是两个或多个物体所共有的。然而，在两物体A、B组成的保守体系中，如果我们以其中一个物体A作为参考系，则势能仅取决于另一物体B的位置。这时，在不引起混淆的情况下，我们常把“A、B具有的势能”称作是“B的势能”。比如，在电场中的电荷具有静电势能，或者是在一个天体附近的另一个天体具有引力势能。除此之外，有时候保守体系中只存在一个物体，势能来自于物体内部各部分间的相对位移，这时候我们也说，势能是这个物体所具有的。比如，弹簧，或者是具有体分布电荷的绝缘体球。

在下面的介绍中，我们均采用这样的模型，并使用“位置”表示“相对位置”。
需要注意的是，即使在同一保守力场中的同一处，不同物体的势能也一般不同，比如在重力作用范围内，物体的重力势能不仅取决于其高度，还取决于其质量。

[编辑] 势能物理意义
势能在适当的情况下可以转化为其他形式的能量。如，放在高处的物体相比放在放在低处的物体而言具有更多的重力势能，当它从空中向下坠落的时候，重力势能减少，转化为动能；而当它沿粗糙斜面下滑时，重力势能同时转化为动能和内能。

从中我们可以发现，势能可以表示一个物体所储存的能量的多少。具有更多能量的物体有能力对外界作出更多的功，用非保守力对物体做功也可以使之获得更多的能量。故，当物体在保守力的作用下（但不一定仅受保守力）从a处沿任意路径C移动到b处时，总势能变化量为保守力作功的相反值，即


通常我们并不在意势能的大小，而是关心其变化量，这从势能的定义可以明显看出；实际上，谈一个物体究竟拥有多少绝对势能是没有意义的。不过，有时为了计算或者叙述方便，我们也取一个势能零点O，规定O处势能Ep(O)=0，这样质点在a处的势能大小为


原则上势能零点可任意取，一般依方便而定；不过，大部分势能都有约定俗成的势能零点规定方式。

势能为保守力关于位移的积分，相对地，保守力为相应势能函数关于位移的微分，即


描述势能随位置变化的图称为势能图。若势能为仅与一个坐标（如x或r）有关的函数，这时势能图成为势能曲线，可以在平面直角坐标系上表示出来。这时有


在下面介绍平衡及各种势能的时候会有势能曲线的范例。