机械能是动能与部分势能的总和

势能与机械能的转化在物理学中，势能和机械能是两个重要的概念。

势能指的是物体由于其位置或状态所具有的能量，而机械能则是物体的动能和势能的总和。

势能和机械能之间存在着转化的关系，这种转化在许多物理现象和工程应用中都发挥着重要作用。

本文将从理论和实际应用两个方面来探讨势能与机械能的转化。

一、势能的概念与分类势能是描述物体由于其位置或状态所具有的能量。

一般来说，势能可以分为多种类型，比如重力势能、弹性势能、化学势能等。

重力势能是指物体由于其位置较高而具有的能量，可以通过公式Ep=mgh来计算，其中m是物体的质量，g是地球的重力加速度，h是物体相对于某一参考点的高度差。

弹性势能则是指物体由于其形变而具有的能量，可以通过公式Ep=1/2kx²来计算，其中k是弹簧的弹性系数，x是弹簧的形变量。

二、机械能的概念与计算机械能是指物体的动能和势能的总和，可以用公式Em=Ek+Ep来表示，其中Ek是物体的动能，Ep是物体的势能。

动能是指物体由于其运动而具有的能量，可以通过公式Ek=1/2mv²来计算，其中m是物体的质量，v是物体的速度。

机械能的计算可以通过将物体的动能和势能相加得到。

三、势能与机械能的转化势能和机械能之间存在着转化的关系。

当物体从一个位置运动到另一个位置时，它的势能和机械能会发生变化。

例如，如果一个物体从较高的位置下落到较低的位置，它的重力势能会减小，而动能会增加，从而使机械能保持不变。

同样地，如果一个物体由于外力作用被抬升到较高的位置，它的重力势能会增加，而动能会减小，从而使机械能保持不变。

四、势能与机械能的应用势能与机械能的转化在许多实际应用中都发挥着重要作用。

例如，重力势能与机械能的转化被广泛应用于水电站、起重机等工程项目中。

通过将流动的水从较高位置引到较低位置，可以使水的重力势能转化为机械能，驱动水轮机带动发电机发电。

此外，势能与机械能的转化也可应用于弹簧振子、摆钟等物理实验以及汽车、火车等交通工具的设计中。

高中物理之疯狂砸题——机械能与动能By Dylan Kidd【知识提要】(1) 机械能：动能和势能的总和，动能是物体运动所具有的能量(2) 机械能守恒：在没有外力做功时，系统的机械能保持不变，动能和势能相互转换。

21E =E =()2k E m v m gh ++-势 其中动能和势能直接可以相互转换。

(3) 动能定理：在机械系统中，外力所做的功等于系统动能的变化量。

E E W -=末初W 为外界所作的功，动能定理应用非常广泛。

(4) 机械能守恒应用的条件是外力做功为0，否则不能用。

(5) 结合动量定理和动能定理，一些问题可以较为简便得到解决，因为不需要考虑中间过程。

【例题】1、利用传感器和计算机可以测量快速变化的力，如图所示是用这种方法获得的弹性绳中拉力F 随时间的变化图象．实验时，把小球举高到绳子的悬点O 处，然后让小球自由下落．从图象所提供的信息，判断以下说法中正确的是( )A ．t1时刻小球速度最大B ．t2时刻小球动能最大C ．t2时刻小球势能最大D ．t2时刻绳子最长2、一物体正在匀速下落， 则下列有关说法中正确的是 （ ）A ．合力对物体功不为零，机械能守恒B ．合力对物体功为零，机械能不守恒C ．重力对物体做正功，重力势能减少D ．重力对物体做正功，重力势能增加3、如下图所示, 在水平面上, 质量相等的物体A 、B 材料相同, 中间用一根轻质弹簧相连. 现用水平拉力F 作用在B 上, 从静止开始经过一段时间后, A 、B 一起做匀加速直线运动, 速度达到V 时, 它们的总动能为E K . 撤掉水平力F , 最后系统停止运动, 从撤掉拉力F 到系统停止运动的过程中, 系统A．克服阻力做的功一定等于系统的初动能E KB．克服阻力做的功一定大于系统的初动能E KC．克服阻力做的功可能小于系统的初动能E KD．克服阻力做的功一定等于系统的机械能的减少量3、如图9-1所示，质量为M=3kg的木板静止在光滑水平面上，板的右端放一质量为m=1kg的小铁块，现给铁块一个水平向左速度V0=4m/s，铁块在木板上滑行，与固定在木板左端的水平轻弹簧相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求铁块与弹簧相碰过程中，弹性势能的最大值E P。

【物理知识点】物理知识点机械能和内能的区别
内能是物体内部所以分子具有的动能和势能的总和，这种无规则的运动是分子在物体
内部自身不停地运动，跟物体整体运动无关。

而机械能与整个物体运动情况有关：运动的
快慢、高度、位置等。

例如，抛到空中的球，离开地面，具有重力势能；它在空中飞行，
具有动能，球的动能和重力势能构成球的机械能。

球在空中飞行速度、高度变化，它的机
械能可能发生变化，而它的内能不一定变化（假如温度未变）。

当然，球的内部的分子也
在做无规则的热运动，而且分子间有相互作用，因此球也具有内能。

机械能是动能与部分势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。

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

动
能与势能可相互转化。

机械能只是动能与势能的和。

内能从微观的角度来看，是分子无规运动能量总和的统计平均值。

在没有外场的情形
下分子无规运动的能量包括分子的动能、分子间相互作用势能以及分子内部运动的能量。

物体的内能不包括这个物体整体运动时的动能和它在重力场中的势能。

原则上讲，物体的
内能应该包括其中所有微观粒子的动能、势能、化学能、电离能和原子核内部的核能等能
量的总和。

但在一般热力学状态的变化过程中，物质的分子结构、原子结构和核结构不发生变化，所以可不考虑这些能量的改变。

但当在热力学研究中涉及化学反应时，需要把化学能包括
到内能中。

感谢您的阅读，祝您生活愉快。

只有保守⼒做功机械能守恒吗
机械能守恒，只在重⼒、弹簧的弹⼒做功时成⽴。

机械能：重⼒势能、弹性势能和动能统称为机械能。

只有在重⼒（或弹簧弹⼒）做功的情形下，物体的重⼒势能（或弹性势能）和动能发⽣相互转化，但总机械能保持不变。

只有重⼒或弹⼒做功。

或系统的外⼒和⾮保守内⼒做功和为零。

知识拓展
机械能指在不计摩擦和介质阻⼒的情况下，物体只发⽣动能和势能的相互转化且机械能的总量保持不变，也就是动能的增加或减少等于势能的减少或增加，即机械能守恒定律。

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。

机械能只是动能与势能的和。

机械能是表⽰物体运动状态与⾼度的物理量。

物体的动能和势能之间是可以转化的。

在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的。

机械能指：在不计摩擦和介质阻⼒的情况下物体只发⽣动能和势能的相互转化且机械能的总量保持不变，也就是动能的增加或减少等于势能的减少或增加，即机械能守恒定律。

机械能与整个物体的机械运动情况有关。

当有摩擦时，⼀部分的机械能转化为内能，在空⽓中散失，另⼀部分转化为动能或势能。

所以在⾃然界中没有机械能守恒，那么达芬奇提出的永动机就不可能被制造出来，即没有永动机。

浙教版9年级上册科学考点全突破第10讲机械能一、能量的相互转化1．各种形式的能量有：电能、热能、化学能、生物能，机械能（包括动能和势能）、光能、太阳能、水能、风能、原子核能、地热能、潮汐能等。

2．能量的相互转化实质上是能量的转化和转移过程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“获得能量”。

能量的转化普遍存在，如动能转化为势能，化学能转化为电能，生物能转化为势能，电能转化为光能和热能等。

3．能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能量，能量的单位是焦耳。

4．能量的转化和守恒定律①地球上大部分物质的能量直接或间接来源于太阳能，原子核能、地热能、潮汐能等的最终来源不是太阳。

①能量守恒定律：能既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变，这就是能量转化和守恒定律。

5.能量转移和转化的方向性①能量只能从高能量的物体传向低能量的物体，而不能自发的逆向传递，这就是能量转移和转化的方向性；②能量守恒定律告诉我们能量总量是不变的，但方向性告诉我们有些有用能量会越来越少的。

根据能量守恒定律，永动机不能制造成功。

注意：自然界的事物的运动和变化都必须遵循能的转化和守恒定律，但符合能量和守恒定律的事件却不一定能够发生。

二、机械能1．机械能：动能和势能的总和，叫机械能。

2．动能：物体由于运动而具有的能。

动能的大小与物体的质量和速度有关，物体质量越大．运动速度越快，其动能也就越大。

3．势能可分为重力势能和弹性势能。

（1）重力势能是指物体由于被举高而具有的势能．它与物体的质量和物体被举高的高度有关，质量越大．被举得越高，势发生形变能越大。

（2）弹性势能：物体由于而具有的势能，弹性形变越大，物体的势能就越大。

重要提示：1）.一切运动的物体都具有动能。

2）.物体只要被举高，就具有重力势能；物体发生弹性形变，就具有弹性势能。

4．机械能守恒定律：动能和重力势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力。

机械守恒知识点一、知识概述《机械能守恒知识点》①基本定义：机械能呢，就是动能和势能（包括重力势能和弹性势能）的总和。

通俗来讲，如果在一个系统里，没有摩擦力、空气阻力这些会消耗能量的坏家伙捣乱，机械能的总量就不会变。

比如说，一个小球在光滑的斜面上滚来滚去，它的动能和重力势能你高我低互相转换，但总的机械能是不变的。

②重要程度：在力学里面相当重要。

就好比是好多机械运动问题的一把万能钥匙。

如果我们想知道东西动来动去的时候速度啊、高度啊这些东西的关系，机械能守恒经常就能派上大用场。

③前置知识：你得先知道动能咋回事儿（物体由于运动具有的能，跟速度和质量有关），重力势能（跟物体质量和高度有关），弹性势能（物体因为弹性形变具有的能）的概念，还有对功、能量转化有点了解。

④应用价值：在工程设计上可以用来设计很多东西，像过山车设计的时候就要保证机械能守恒，不能半道没能量了。

在物理研究里，去分析天体运动啊这些比较复杂的事情的时候也能用得着。

二、知识体系①知识图谱：在整个力学的能量部分里头，它是非常重要的一块。

就好比是大树干上的一个大树杈，周围还有别的能量知识相关的细分的树枝啥的。

②关联知识：和能量守恒定律那是亲戚关系，毕竟机械能守恒是能量守恒的一种特殊情况。

跟牛顿第二定律也能拉上关系，因为力能改变物体运动状态，这就和机械能里面动能的变化有关系。

③重难点分析：- 掌握难度：理解容易，但是在复杂情况里识别机械能守恒的条件比较难。

比如说一个系统里面有好几个东西在相互作用，还有些摩擦，你就得仔细分析到底能不能用机械能守恒。

- 关键点：确定研究对象和系统，还有就是看有没有像摩擦力那种非保守力在消耗能量。

④考点分析：- 在考试中的重要性：很重要，物理考试里好多关于运动的大题可能就用到它。

- 考查方式：要么是直接让算某个状态下的机械能，要么就是根据机械能守恒去求速度、高度这些物理量。

三、详细讲解【理论概念类】①概念辨析：- 准确含义就是在符合规定条件（只有重力或弹力做功）的系统内，动能、重力势能和弹性势能相互转化，但机械能总量不变。

机械能与动能的转化机械能和动能是物理学中非常重要的概念，是描述物体运动状态和能量转化的关键概念。

在自然界和工程领域，机械能与动能的转化起着至关重要的作用。

本文将详细介绍机械能和动能的概念，探讨它们之间的关系以及转化的过程和应用。

首先，我们来了解一下机械能和动能的概念。

机械能是指物体的动能和势能之和。

动能是物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。

动能的计算公式为：动能=1/2 ×质量 ×速度的平方。

而势能是物体由于位置的不同而具有的能量，它与物体的质量、重力加速度和高度有关。

势能的计算公式为：势能= 质量 ×重力加速度 ×高度。

机械能与动能之间存在着紧密的联系和转化关系。

当一个物体在运动过程中，它的动能会不断地转化为势能，然后再由势能转化为动能。

我们来举个例子来说明这个过程。

考虑一个自由落体的物体，当它从某一高度开始下落时，它具有一定的势能，同时也具有零动能。

随着物体下落，它的势能逐渐转化为动能，当物体达到最低点时，它的动能达到最大值，而势能为零。

同样的，当物体开始上升时，动能逐渐减少，而势能增加，当物体再次回到起始高度时，动能为零，势能等于起始值。

这就是机械能与动能的转化过程。

机械能和动能的转化不仅仅存在于简单的自由落体运动中，还可以应用于更复杂的力学系统。

例如，弹簧振子的运动过程中，机械能也会不断地在动能和势能间转化。

当弹簧被拉伸或压缩时，它具有弹性势能；当弹簧开始振动时，势能被转化为动能，然后再由动能转化为势能，这个过程一直持续下去，直到振动停止。

机械能和动能的转化在生活中和工程领域中也有重要的应用。

例如，电梯的运行过程中，电能被转化为机械能，使得电梯能够上下运动；汽车的运行过程中，化学能被转化为机械能，使得汽车能够前进；风力发电机通过转化风能为机械能，然后再通过发电机将机械能转化为电能。

总结起来，机械能与动能是物理学中非常重要的概念，描述了物体运动状态和能量的转化。

机械能守恒定律的公式在物理学中，机械能是动能和势能的总和，可以用以下公式表示：机械能（Em）=动能（K）+势能（U）其中，动能（K）定义为一个物体由于运动而具有的能量。

动能与物体的质量（m）和速度（v）的平方成正比：动能（K)=1/2*m*v^2势能（U）定义为一个物体由于其位置而具有的能量。

势能的大小取决于物体的位置以及一些宏观物理量。

常见的势能形式包括重力势能和弹性势能等。

重力势能：当一个物体处于高处时，由于其重力而具有的势能。

重力势能与物体的质量（m）、重力加速度（g）和物体的高度（h）成正比：重力势能（Ug）=m*g*h弹性势能：当一个物体被压缩或拉伸时，由于其弹性而具有的势能。

弹性势能与弹性系数（k）和物体的位移（x）的平方成正比：弹性势能（Us）=1/2*k*x^2当一个系统不受外力做功时，机械能保持不变。

表示为：机械能初（Ei）=机械能末（Ef）机械能初指的是系统在一些时间点的初值，机械能末指的是系统在另一个时间点的末值。

根据机械能的定义和势能及动能的计算公式，可以将机械能守恒定律的公式推导为：1/2*m*v^2+m*g*h+1/2*k*x^2=常数这个常数的值取决于系统在不同时间点的机械能的初始值和末值。

但是，当一个系统处于自由落体或弹性碰撞等情况下，机械能守恒定律的公式可以更简化为：m*g*h初+1/2*m*v初^2=m*g*h末+1/2*m*v末^2其中，h初是系统在一些时间点的高度，v初是系统在该时间点的速度；h末是系统在另一个时间点的高度，v末是系统在该时间点的速度。

总结起来，机械能守恒定律的公式是用来描述一个系统在无外力做功的情况下，机械能保持不变的物理定律。

该公式由动能和势能的计算公式组成，可以通过这些公式计算出系统在不同时间点的机械能的初值和末值，进而验证机械能守恒定律。

在一些特殊情况下，该公式也可以进一步简化。