Ep=mgh是重力势能表达式,由于引力是变力（F=GMm/r^2,r是到星体质心的距离）,所以该式适用于物体距地面高度远小于星体半径R的情况,重力近似为恒力,一般取地面为零势能面.
Ep=-GMm/r是引力势能公式,对于各个星体这是普适的.这个形式的公式是取无限远处为零势能面,所以才是负的.显然动能不小于零,Ek=GMm/2r.机械能E=-GMm/2r,r越大,机械能越大.
原则上引力势能零势能面取哪里都可以,不过取无限远处计算最方便
势能当然可以是负值.空间某点势能的大小是相对的,无论重力势能,引力势能还是电势能,都与零势能面的选取有关.如果以1m高的桌子平面为零势能面,1kg的物体在桌上重力势能为0J,在地上为-10J；以地面为零势能面,1kg的物体在桌上重力势能为10J,在地上为0J,但是桌上和地上的势能差始终为10J,与零势能面的选取无关.