势能与机械能3

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=。

热能、化学能、内能、动能势能机械能的关系与区分热能、化学能、内能、动能和势能是能量的不同形式，它们在物理和化学系统中起着重要的作用。

下面将详细介绍这些能量形式的关系和区别。

1.热能：热能是指由于物质内部的分子振动和运动所带来的能量。

它是一种微观粒子运动的能量形式，一个物体的热能与其温度直接相关。

热能可以通过传热的方式从一个物体传递到另一个物体。

热能也可以转化为其他形式的能量，例如机械能或电能。

2.化学能：化学能是指由于化学反应中化学键的形成和断裂而储存的能量。

在化学反应中，原子之间的键能被破坏或形成，从而释放或吸收能量。

例如，当燃烧木材时，木材中的化学键被分解，化学能转化为热能和光能。

3.内能：内能是指物质内部微观粒子的能量总和。

它包括粒子的动能和势能，与温度和压强等宏观参数有关。

内能可以通过温度和压强的变化来改变。

当物质发生物理或化学变化时，内能也会发生相应变化。

4.动能：动能是指物体由于运动而具有的能量。

它与物体的质量和速度的平方成正比。

动能通常被表示为1/2mv^2，其中m是物体的质量，v是它的速度。

当物体运动速度增加时，其动能也会增加。

动能可以转化为其他形式的能量，例如热能或电能。

5.势能：势能是指物体由于其位置或形态而具有的能量。

它与物体的位置和状态有关。

物体的势能可以相对于其他物体或相对于某个参考点来定义。

常见的势能形式包括重力势能、弹性势能和电势能等。

当物体的位置或形态发生变化时，其势能也会相应变化。

这些能量形式之间存在着密切的关系和相互转化。

例如，化学能可以转化为热能或电能，内能可以转化为机械能或热能，动能可以转化为势能或热能。

这些转化过程遵循能量守恒定律，即能量在转化过程中不会凭空产生或消失，只会发生形式转换。

在实际应用中，这些能量形式常常相互转化。

例如，在汽车中，燃料的化学能转化为热能，使发动机产生动能，驱动汽车前进。

又如电动车，电能转化为机械能使车辆行驶。

这些能量形式的转化也是能源利用和能量转换的基础。

九年级物理动能、势能和机械能【本讲主要内容】动能、势能和机械能这讲我们来继续学习动能、势能和机械能，重点讲解动能、势能和机械能概念的辨析，机械能的转化，以及动能、势能和机械能的解题方法指导和中考典型试题的分析。

【知识掌握】【知识点精析】在新课标中，这一部分知识的要求属于理解水平。

具体是理解动能、势能和机械能的概念，能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。

下面我们来复习有关动能、势能和机械能的知识。

首先复习基本概念。

一、基本概念：1. 动能、势能和机械能概念：A、动能是由于物体运动而具有的能。

动能的大小由物体的质量和速度决定。

物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能越大。

B、重力势能是由于地球对物体有吸引力和物体被举高而产生的。

重力势能的大小是由物体的质量和被举高的高度决定的。

质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大；物体被举的高度相同时，质量越大的物体重力势能越大。

通常，物体被举的高度是以水平地面为零势能参考面，物体离地面的高度就是物体被举高的高度。

或者选取最低位置为零势能参考面。

如把一个物体沿斜面推向顶端，物体被举的高度就是斜面的高度。

C、弹性势能是物体发生弹性形变的结果。

对同一物体，它的弹性势能由其弹性形变的程度决定；物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大；对不同的物体，弹性形变大小相同，弹性势能一般也不同。

物体的弹性势能只有在物体的弹性形变发生变化时才表现出来。

D、一个物体可以同时具有动能和势能（包括重力势能和弹性势能），把物体的动能和势能相加，就是物体的机械能。

动能、势能的单位是焦耳，机械能的单位是焦耳。

2. 动能和势能的相互转化：动能和势能是可以相互转化的，动能可以转化为重力势能、弹性势能；重力势能、弹性势能可以转化为动能。

变大的能由变小的能转化而来。

二、功和能的区别：功和能是有区别的。

一个物体能够做功，我们就说他具有能，不是说一个物体做了功，我们说他具有能。

一个物体具有能，表明这个物体具有做功的本领，但并不表明这个物体正在做功或者做了功。

重力势能机械能守恒定律一．重力势能1．定义：物体由于被举高而具有的能。

2．表达式功和能是两个相互联系的物理量，做功的过程总伴随着能量的改变，所以通过做功来研究能量。

如图所示，力F对物体做功，使物体的动能增加W F = = E k用同样的方法研究势能用一外力F把物体匀速举高H，物体的动能没有变化，但外力对物体做了功，使物体做功的本领增强，势能增加。

W F = Fh = mgh(1)E P = mgh(2)状态量，表示物体在某个位置或某个时刻所具有的势能3．重力势能的相对性E P = mgh，其中h具有相对性，因此势能也具有相对性，它与参考平面的选取有关。

选取不同的参考平面，物体的重力势能就不相同。

原则上讲，参考平面可以任意选取。

重力势能是标量，但有正负，其正负表示该位置相对参考平面的位置高低，物体在该位置所具有的重力势能比它在参考平面上的多还是少。

重力势能是相对的，但势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关。

4．重力做功与重力势能的变化重力势能的变化与重力做功有密切的关系重力对物体做了多少负功，物体的势能就要增加多少重力对物体做多少正功，物体的势能就要减少多少重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值。

注意：重力势能的变化仅仅是由重力做功决定的动能的变化是由合外力所做的功决定的5．重力做功的特点质量为m的物体，如图所示(1)从A点自由下落到B点再平移到C点W G = mg△h = mg(h1－h2)(2)从A点沿斜面运动到C点W G= mgscosα = mg△h = mg(h1－h2)(3)从A点沿斜面运动到B′，再沿斜面运动到C点W G = mgs1cosα1 + mgs2cosα2 = mg△h = mg(h1－h2)(4)从A点沿一不规则曲线(任一路径)滑到C点将路径A C分成很短的时间间隔，每个间隔都可看成斜面，则可知W G = mg△h1 + mg△h2+ … + mg△h n = mg(h1－h2)①重力做功只与物体的始末位置(高度)有关，与物体运动的具体路径无关②重力沿闭合曲线所做的功为零物体沿①从A→C，重力做功W G = mgh再沿②从C→A，重力做功W G = -mgh W G = 06．势能属于系统在物理学上常把相互作用的物体的全部叫做系统。

弹簧势能和机械能的变化分析在物理学中，弹簧势能和机械能是两个重要的概念。

弹簧势能是指当物体与弹簧连接时，由于弹簧的变形而储存的能量；而机械能则是指物体在运动过程中所具有的能量。

在这篇文章中，我们将对弹簧势能和机械能的变化进行详细的分析。

首先，我们来看弹簧势能的变化。

当一个物体与弹簧连接时，如果物体受到外力而发生位移，弹簧就会发生变形。

这时，弹簧内部的分子之间的相互作用力会产生弹力，使得物体受到一个向相反方向的力。

根据胡克定律，弹簧的弹力与其变形量成正比。

因此，当物体的位移增大时，弹簧的弹力也会增大。

弹簧势能的变化与弹簧的弹力有密切的关系。

根据物理学的定义，弹簧势能等于弹簧的弹力乘以位移。

当物体受到外力而发生位移时，弹簧势能就会增加。

这是因为弹簧的变形导致了弹力的增加，从而使得弹簧势能增加。

当物体的位移减小时，弹簧势能也会减小。

这是因为弹簧的变形减小导致了弹力的减小，从而使得弹簧势能减小。

接下来，我们来看机械能的变化。

机械能是指物体在运动过程中所具有的能量，包括动能和势能两部分。

动能是指物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关；势能是指物体由于位置而具有的能量，与物体的高度和重力势能有关。

在弹簧系统中，物体受到外力而发生位移时，既会产生弹簧势能的变化，也会产生动能的变化。

当物体的位移增大时，动能也会增大。

这是因为物体的速度增大，而动能与速度的平方成正比。

当物体的位移减小时，动能也会减小。

这是因为物体的速度减小，而动能与速度的平方成反比。

在弹簧系统中，机械能的变化可以通过弹簧势能和动能的变化来描述。

当物体的位移增大时，弹簧势能增加，而动能也增加。

这是因为物体既具有了更大的位移，也具有了更大的速度。

当物体的位移减小时，弹簧势能减小，而动能也减小。

这是因为物体既具有了更小的位移，也具有了更小的速度。

总结起来，弹簧势能和机械能的变化是相互关联的。

弹簧势能的变化与弹簧的弹力有关，当物体的位移增大时，弹簧势能增加；当物体的位移减小时，弹簧势能减小。

从近地点到远地点运动过程中动能、势能和机械能的变化1.引言1.1 概述概述近地点到远地点的运动过程中，动能、势能和机械能都会发生变化。

本文将重点讨论这些能量的变化过程，并对近地点和远地点运动过程中能量变化进行比较与分析。

在天体力学中，近地点和远地点是指物体在椭圆轨道上离中心点最近和最远的两个位置。

物体在这两个位置之间运动时，会经历动能、势能和机械能的转变。

动能是物体运动时所具有的能量，它与物体的质量和速度有关。

在近地点运动过程中，由于物体离中心点较近，其速度较快，因此动能较大。

而在远地点运动过程中，物体离中心点较远，速度较慢，因此动能较小。

由此可见，近地点和远地点之间，动能发生了明显的变化。

势能是物体由于位置而具有的能量，它与物体的质量、位置和引力场强度有关。

在近地点运动过程中，物体离中心点较近，引力场强度较大，因此势能较小。

而在远地点运动过程中，物体离中心点较远，引力场强度较小，势能较大。

因此，近地点和远地点之间，势能也发生了明显的变化。

机械能是动能和势能的总和，是物体的总能量。

在近地点运动过程中，由于动能较大、势能较小，机械能较大。

而在远地点运动过程中，由于动能较小、势能较大，机械能较小。

因此，近地点和远地点之间，机械能也发生了明显的变化。

通过比较近地点和远地点运动过程中能量的变化，我们可以得出结论：近地点运动过程中的动能和机械能较大，势能较小；而远地点运动过程中的动能和机械能较小，势能较大。

这与近地点和远地点的位置关系和引力场强度有关。

了解近地点和远地点运动过程中能量的变化，对我们深入理解天体运动、预测天体轨道以及开展相关应用具有重要意义。

通过研究天体的动能、势能和机械能变化，在航天领域中可以更好地探测、控制和利用天体运动，为航天器设计和太空任务规划提供理论依据和实际操作指导。

综上所述，本文将深入探讨近地点到远地点运动过程中动能、势能和机械能的变化，通过比较和分析不同能量之间的关系，旨在加深我们对天体运动过程的理解和运用。

机械能动能势能知识点一、知识概述机械能动能势能知识点①基本定义：- 机械能呢，就是动能和势能的总和。

动能啊，就是物体因为运动而具有的能量。

举个例子，在路上跑的汽车，因为在运动，所以就有动能哦。

势能又分为重力势能和弹性势能。

重力势能是物体由于被举高而具有的能量，像高处的大石头，它相对于地面比较高，就有重力势能。

弹性势能就是物体发生弹性形变而具有的能量，比如拉满的弓箭，它的弓被拉开发生了弹性形变，这时候就有弹性势能。

②重要程度：- 在物理学中非常重要。

这是理解能量转换的基础，在许多物理问题比如机械运动、能量守恒方面都有涉及。

许多实际物体的能量变化，都能通过动能、势能以及它们的相互转化来解释。

③前置知识：- 需要先掌握一些基本的物理概念，像是力的概念、功的概念等。

要是不知道力是啥，就很难理解动能是怎么来的，因为力能改变物体的运动状态从而和动能联系起来；不知道功，也没法深刻理解能量的转化关系。

④应用价值：- 实际应用场景太多啦。

在设计过山车轨道时，应用这些知识点就很关键。

过山车上升时，动能转化为重力势能；下降时，重力势能又转化为动能。

还有建立水电站，利用水从高处落下时重力势能转化为动能，带动涡轮机发电。

二、知识体系①知识图谱：- 在力学这个大的板块里，机械能是个重要分支，它和力、功、能量守恒这些知识点都串在一起。

动能和势能是机械能的组成部分，它们之间的转换和机械能守恒定律也是紧密联系的。

②关联知识：- 跟运动学关系太密切啦。

因为物体的运动状态决定了动能的大小；和功也有关系，功是能量转换的量度，动能和势能的转化往往伴随着力做功。

③重难点分析：- 掌握难度就在对动能和势能概念的理解以及能量转化过程的分析。

关键点就在于怎么准确判断物体在特定情况下是动能还是势能，还有就是能量如何从一种形式转化成另一种形式。

④考点分析：- 在物理考试中非常重要。

经常以选择题、计算题、简答题的形式出现。

有时候给个物体运动场景问动能怎么变化，或者给出势能变化让找能量转化关系什么的。