上一節咱們學習了功的定義，知道了功是能量轉化的一個

量度

。那麼自然界中都有哪些能量呢？

自然界中有多種形式的能量，比如說

機械能

（動能、重力勢能、彈性勢能）、內能（又叫做熱能）、太陽能、核能、化學能和生物能等等。

這些能量可以相互轉化，從一種形式變成另一種形式。

今天我們要介紹的就是機械能，機械能是由

動能、重力勢能和彈性勢能

組成。

其中，

動能

是由於物體運動而具有的能量，它和物體的質量和速度有關，質量越大，速度越大，動能越大。二者對動能的影響程度，速度影響動能會大一些。

重力勢能

是由於物體具有一定高度而具有的能量，它和質量和高度有關（其實還與g有關）。一般我們說重力勢能是指物體的重力勢能，其實重力勢能是物體和地球共有的能量。

質量越大，高度越高，物體的重力勢能越大。一般重力勢能要選擇零勢能面，一般我們選擇大地為零勢能面。重力勢能可正可負也可為零。

彈性勢能

是由於物體發生彈性形變而產生的，它與物體的材料和彈性形變程度有關。

對於同一物體，彈性形變程度越大，物體的彈性勢能越大。

而且對於不同材質彈性勢能也是不一樣的，比如說木質彈簧和鋼製彈簧

壓縮

到同一個程度，鋼製彈簧的彈力要大得多。

這一部分有一個實驗

“探究影響動能大小的因素”

，實驗要把同一個鋼球放在傾斜的木板上不同位置，然後讓鋼球沿木板滑下，撞擊水平面上事先放好的紙盒，觀察紙盒水平移動的距離。

然後用兩個

不同質量

的小球放在木板上的同一個位置，沿木板滑下後，撞擊水平面上的紙盒。

紙盒移動距離遠的代表小球

動能大

。

該實驗用了兩種物理方法分別是

控制變數法和轉換法

。

然後我們來介紹一下機械能，機械能由動能、重力勢能和彈性勢能組成。比較兩個物體的機械能要把這三種能量都考慮到才行。

而且這三種能量是可以相互轉化的，如果只是這三種能量相互轉化，系統的機械能就是

守恆的

。

比如典型的例子就是

牛頓擺

（忽略阻力、摩擦還有撞擊的能量損失）。

還有一個典型的例子就是

高空彈跳

。在忽略空氣阻力和繩子摩擦的前提下，假設高空彈跳者從A點開始跳下去，在高空彈跳的彈力繩還沒有形變之前，人的重力勢能全部轉化為人的動能，當繩子剛到達原長時（設這點是B點），此時並不是動能最大的位置。

為什麼呢？

因為此時人只受向下的重力，速度也是向下的，所以人還會繼續向加速運動。當彈力繩的拉力等於重力時（設此時的點為C點），此時人速度最大，動能也是最大。在B到C的過程中，重力勢能繼續減小，而動能和彈性勢能卻同時增大。

最後人繼續往下運動，到達高空彈跳的最低點（D點），這個時候人的重力勢能是最小的，動能為零，彈性勢能是最大的。而人從C點到D點的過程中，物體重力勢能繼續減小，動能也在減小，而彈性勢能在增加。

從D點向上運動，就是把所有能量轉換過程反過來分析就可以了。

以上就是整個高空彈跳的能量轉化過程，

是不是感覺相當複雜？

看來簡單刺激的高空彈跳蘊含著不簡單的道理啊！

最後就是

機械能守恆

的條件分析。

可以從兩個方面來看，一個是從

能量轉化角度

，另一個是

從力做功角度

。

從

能量轉化角度來

看

，如果只有動能、重力勢能和彈性勢能相互轉化的話，那麼物體的機械能就是守恆的。比如說前面高空彈跳的例子，前提是忽略空氣阻力和摩擦，如果不忽略，那麼機械能就是不守恆的。

還有就是

從力做功角度來看

，如果一個物體只受重力和自身彈力那麼物體的機械能一定是守恆的，如果受其他外力，機械能一定是不守恆的。

以上就是我總結的關於機械能、動能、重力勢能和彈性勢能的知識，你學會了嗎？

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