学习机械能及其转化
知识引入
坐过游乐园里的过山车吗？开心、紧张又刺激，乘客乘坐的小火车，在形状变化万千的轨道上飞驰，忽而沿着几近竖直的轨道攀爬上升，直冲向最高端；忽而又嗖地极速坠下，乘客的尖叫声、欢笑声不绝于耳。这开心的游戏跟我们的物理有着怎样的渊源呢，学完了机械能的知识，你会长呼一口气，原来如此啊！
概念分析
一、动能和势能
（一） 动能
1.能量：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
辨析：（1）在判断物体是否具有“能”时，容易把“物体能够做功”和“物体正在做功”相混淆。物体能够做功，表示这个物体具有能。“物体能够做功”的意思是物体具有做功的本领，即有两种可能：一是正在做功，二是没有做功但条件允许可以做功。例如：山坡上的石头由于在高处而具有做功的本领，一旦滚落，在下落时就对所碰撞的物体做功。（2）功和能量不同。功是过程量，而能量是描述一个物体做功本领的物理量，是一个在状态量。
2.动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能。
（1）一切运动的物体都具有动能，所以判断一个物体是否具有动能的条件就是看其是否运动。
（2）影响动能大小的因素：物体的质量和运动的速度。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。
知识剖析：①探究影响动能大小的因素时，要采用“控制变量法”和“转化法”来进行。当研究动能与质量关系时，须保证小球的速度保持不变，通过让不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下来实现；当研究动能与速度的关系时，应保持小球的质量不变，就可以让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下来实现。
②分析有关物体动能大小的变化时，要同时考虑物体的质量和速度是否发生变化，不能只考虑其中一个方面。例如：水平公路上匀速行驶正在洒水的洒水车，尽管其速度没有变化，但它的质量在不断减小，所以其动能在不断减小。
（二）势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
1.重力势能：物体由于高度所决定的能。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。探究重力势能与哪些因素有关时，也应该采用“控制变量法”和“转化法”。
2.弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。物体的弹性形迹越大，其具有的弹性势能就越大。
重点提示：（1）分析重力势能大小变化时，要同时考虑物体的质量和高度两个因素。（2）在没有特别指明的情况下“高度”一般是指相对于地面而言的。通常把地面上的物体具有的重力势能看做零。（3）物体有弹性无形变或有形变无弹性都没有弹性势能，只有在既有弹性又有弹性形变的情况下才有弹性势能。
（三）动能和势能的比较
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概念
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特点
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决定因素
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共同特征
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动能
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物体由于运动而具有的能
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一切运动物体都具有动能
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质量、速度
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具有能的物体都能做功
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势
能
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重力
势能
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物体由于高度所决定的能
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一切被举高的物体都具有重力势能
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质量、高度
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弹性
势能
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物体由于发生弹性形变而具有的能
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一切发生弹性形变的物体均具有弹性势能
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形变大小、材料
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二、机械能及其转化
（一）机械能及其转化
1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
（1）机械能是和物体的机械运动紧密联系的能量。
（2）一个物体有机械能时，可以表现为只有动能，也可以表现为只有势能；还可以表现为既有动能又有势能。它的机械能就等于其动能和势能之和。
（3）决定机械能大小的因素：物体的质量、速度、高度、弹性形变量。
