动能、势能、机械能(4)

机械能、动能与势能引言在物理学中，机械能是一个关键概念，它涉及到物体的动能和势能。

了解这些概念对于理解物体在运动过程中的能量转换和能量守恒律至关重要。

本文将介绍机械能、动能和势能的概念、计算方法以及它们在物理中的应用。

机械能机械能是物体在运动过程中的总能量，表示为E_m。

机械能可以分解为动能和势能的和。

动能是物体由于运动而具有的能量，势能是物体由于位置而具有的能量。

动能动能（kinetic energy）是物体由于运动而具有的能量。

动能的计算公式为：动能 = 1/2 * m * v^2其中，m表示物体的质量，v表示物体的速度。

势能势能（potential energy）是物体由于位置而具有的能量。

常见的势能包括重力势能、弹性势能和化学势能等。

•重力势能（gravitational potential energy）是物体由于离地面高度而具有的能量。

重力势能的计算公式为：重力势能 = m * g * h其中，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示物体离地面的垂直高度。

•弹性势能（elastic potential energy）是物体由于形变而具有的能量。

弹性势能的计算公式取决于物体的弹性恢复系数和变形量。

•化学势能（chemical potential energy）是物体由于化学反应而具有的能量。

化学势能的计算方法因具体情况而异。

能量守恒能量守恒定律是物理学中一个重要的定律。

根据能量守恒定律，一个系统中的能量总量在封闭系统中保持不变。

在考虑摩擦阻力等因素的情况下，机械能在一个系统中可以转化为其他形式的能量，但总能量仍然保持不变。

能量转换的示例包括自由落体过程中动能的转化为重力势能，以及弹簧振动过程中动能和弹性势能的转化。

应用机械能、动能和势能的概念在各个领域具有广泛的应用。

在工程领域，了解机械能和势能的转换可以帮助工程师设计高效的机械系统和优化能源利用。

在运动领域，了解动能可以帮助运动员提高自己的运动效率和能量转化率。

机械能守恒定律：机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:系统只有内部的重力或弹力做功). 守恒条件：(功角度)只有重力,弹力做功；(能转化角度)只发生动能与势能之间的相互转化。

“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。

在该过程中，物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功”。

列式形式：E 1=E 2(先要确定零势面) P 减(或增)=E 增(或减) E A 减(或增)=E B 增(或减)mgh 1 +121212222mV mgh mV =+ 或者 ∆E p 减 = ∆E k 增5. 如图所示在一根细棒的中点C 和端点B ，分别固定两个质量、体积完全相同的小球，棒可以绕另一端A 在竖直平面内无摩擦地转动. 若从水平位置由静止释放，求两球到达最低位置时线速度的大小. 小球的质量为m ，棒的质量不计. 某同学对此题的解法是:设AB=L ，AC=L2，到最低位置时B 球和C 球的速度大小分别为v 1、v 2.运动过程中只有重力对小球做功，所以每个球的机械能都守恒.：C 球有21122Lmv mg =，1v (m/s) B 球有 2212m v m g L =,2v =(m/s) 你同意上述解法吗？若不同意，请简述理由并求出你认为正确的结果. 5. (10分)解： 不同意，因为在此过程中，细棒分别对小球做功，所以每个小球的机械能不守恒. 说出“不同意”得3分，说出理由得2分 但对棒、小球组成的系统，机械能守恒：mgL+mg L 2=12m 2C v +12m 2B v （2分） 又v B =2vC , （1分）可解得： v C =15gL 5, v B =215gL5（2分） 17．质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m 和2m 的小球A 和B 。

支架的两直角边长度分别为2l 和l ，支架可绕固定轴O 在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。

开始时OA 边处于水平位置，由静止释放，则 （ ） A ．A 球的最大速度为gl )12(632- B ．A 球的速度最大时，两小球的总重力势能为零C ．A 球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°D ．A 、B 两球的最大速度之比v 1∶v 2=2∶116．质量不计的轻质弹性杆P 插在桌面上，杆端套有一个质量为m 的小球，今使小球沿水平方向做半径为R 的匀速圆周运动，角速度为ω，如图所示，则杆的上端受到的作用力大小为（C ）A. R m 2ωB. 24222R m g m ω-C.24222R m g m ω+D ．不能确定22．如图所示，轻杆长为3L ，在杆的A 、B 两端分别固定质量均为m 的球A 和球B ，杆上距球A 为L 处的点O 装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球B 运动到最高点时，球B 对杆恰好无作用力．求：(1)球B 在最高点时，杆对水平轴的作用力大小．(2）球B 转到最低点时，球A 和球B 对杆的作用力分别是多大？方向如何？ 解：(1)球B 在最高点时速度为v 0，有Lvm mg 220=，得gL v 20=.此时球A 的速度为gL v 221210=，设此时杆对球A 的作用力为F A ，则 ,5.1,)2/(20mg F Lv mmg F A A ==-, A 球对杆的作用力为,5.1mg F A ='.水平轴对杆的作用力与A 球对杆的作用力平衡，再据牛顿第三定律知，杆对水平轴的作用力大小为F 0=1. 5 mg.(2)设球B 在最低点时的速度为B v ，取O 点为参考平面，据机械能守恒定律有222020)2(21212)2(21212B B v m m g L m v L m g v m m gL m v L m g +++⋅-=+-+⋅解得gL v B 526=。

动能势能机械能之间的关系
机械能是物体运动时所具有的全部能量，由动能和势能组成。

动
能是由于物体运动而具有的能量，其大小与物体的速度成正比，与物
体的质量成正比的平方。

势能是由于物体的位置而具有的能量，如重
力势能和弹性势能等。

在物理学中，动能和势能是两种基本概念，它们有着密切的关系。

动能可以通过物体的速度转化为势能，而势能可以通过物体位置的变
化转化为动能。

例如，将一个弹簧挤压到位，就有了弹性势能；而当
弹簧松开时，势能就转化为了动能。

同样地，抛出一个物体，其重力
势能就转化为了动能；当物体到达最高点时，动能转化为了重力势能。

机械能的守恒是物理学中的重要定律之一。

在一个封闭系统中，
机械能守恒，即机械能的总量不会改变。

这意味着，当一个物体的动
能增加时，它的势能会相应地减少，反之亦然。

这个定律为我们解决
物理问题提供了有力的工具，例如在分析受力情况下物体的加速度和
速度时，可以利用机械能守恒定律来计算物体运动时的能量变化。

在日常生活中，我们也可以应用机械能的相关知识。

例如，我们
可以比较不同物体进行运动时的机械能大小，从而评估它们的运动状
态和效率。

另外，当我们需要进行能量传递和转化时，也需要考虑动
能和势能之间的转化关系，以便更加有效地利用能源。

总的来说，动能和势能是机械能的两个重要组成部分，它们之间有着密切的联系和转化关系。

掌握这些知识，我们可以更好地理解物体的运动规律，解决物理问题，并在生活中更加有效地利用能源。

六种基本能量形式能量形式有机械能，热能，电能，光能，化学能和核能等。

能量是物质的一种存在形态；它的表现形式是多种多样的。

能量的每种形式都可以转换成其它形式，但能量不能消灭或无中生有。

能量存在的基本形式1、机械能（动能，势能）机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。

我们把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。

决定动能的是质量与速度；决定重力势能的是质量和高度；决定弹性势能的是劲度系数与形变量。

2、分子势能（内能）分子势能是分子间由于存在相互的作用力，从而具有的与其相对位置有关的能。

分子势能是内能的重要组成部分。

3、辐射能各种电磁辐射，包括光和热的辐射能。

能量的每种形式都可以转换为其它形式，但能量不能消灭或无中产生。

能量的损失，常为转换成其它类型的能量。

电能是一种动能；它可转换成热能或光能。

4、光能光能是光子运动对应的能量形式，光能是由太阳、蜡烛等发光物体所释放出的一种能量形式，光能是一种可再生性能源。

5、磁能泛指与磁相联系的能量，严格地说应指磁场能。

在线圈中建立电流，要反抗线圈的自感电动势而做功，与这部分功相联系的能量叫做自感磁能。

6、电能电能，是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。

电能既是一种经济、实用、清洁且容易控制和转换的能源形态，又是电力部门向电力用户提供由发、供、用三方共同保证质量的一种特殊产品(它同样具有产品的若干特征，如可被测量、预估、保证或改善。

7、化学能化学能是一种很隐蔽的能量，它不能直接用来做功，只有在发生化学变化的时候才可以释放出来，变成热能或者其他形式的能量。

8、核能核能（或称原子能）是通过核反应从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的质能方程E=mc²，其中E=能量，m=质量，c=光速能量有哪几种光能（以可见辐射的形式转换而来或转换成可见辐射形式的能量。

光能是由太阳蜡烛等发光物体所释放出的一种能量形式）声能（声能就像光能一样，所有振动的波形都具有能量！比如说光能/声能/红外线/次声波/超声波等都有能量。

动能机械能重力势能关系
动能机械能重力势能关系
动能机械能重力势能关系是物理学中一项基本原理。

即动能机械能重力势能可以通过其它类型的能量而相互转化。

在物理学中，动能是一种能量，由物体拥有的运动量决定，即一个物体它的运动量越大，它拥有的动能就越多，从而其动能也越多。

机械能是由物理学定义的有关物体运动引起的可转移的能量，可以由动能来计算。

对于重力势能，它是根据重力场的大小而定的能量，它是一个可以衡量物体不同位置之间能量差别的参数。

重力势能与物体所处位置有着千丝万缕的联系。

这三种能量互相转化，可以通过物理定律来描述，即动能机械能重力势能的转化关系可以表示如下:
EK = mgh
其中，EK是动能，m是物体的质量，g是重力加速度，h表示物体垂直于重力场的高度。

这里的关系是比较容易理解的，也就是说，一个物体垂直于重力场处在一定高度的情况下，它拥有的动能与它的质量和高度有关，它的机械能也是如此，势能即根据物体处于不同位置能量差异而定。

总之，物理学中的动能机械能重力势能关系是物理学中一项基本原理，描述他们之间可以相互转化的关系。

因此，学习动能机械能重力势能关系，对理解物理学中其他性质有重要意义。