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第十章机械能及其转化、温度、内能、比热容、热机

（一）机械能

知识精析

1、动能及决定动能大小的因素

（1）动能。物体由于运动而具有的能，叫做动能。流动的水、飞行的飞机等物体都具有动能。

（2）决定动能大小的因素。

动能的大小与物体的质量和速度有关。质量相同的物体运动的速度越大，它的动能越大；运

动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。例如以相同的速度行驶的火车和汽车，火车的

动能就比汽车的动能大；而以不同速度行驶的同一列火车（或同一辆汽车），速度大时动能就大。

2、重力势能与弹性势能

物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能；物体由于弹性形变，而具有的能量叫做弹性势能。

重力势能和弹性势能统称为势能。

3、动能和势能之间的相互转化

（1）动能和重力势能之间的相互转化。

在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，

再从高处下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势转化为动能。

（2）动能与弹性势能之间的相互转化。

在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，

压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。

4、机械能及其守恒

（1）机械能。动能与势能之和统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的

能量。

（2）机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这

个规律叫做机械能守恒。

典型例题

例1．火箭在大气层里加速上升的过程中，若不考虑质量的变化，其（）

A、机械能减少，内能增加B、机械能增加，内能减少

C、机械能与内能都增加D、机械能不变，内能增加

解析：本题是关于识别机械能、内能大小变化的问题。根据机械能的定义，知物体的动能和

势能总和为物体的总机械能。火箭在大气层里加速上升的过程中，其质量未变（损耗的燃料不计），

运动速度越来越大，离地面的位置越来越远，则其动能增加，重力势能也增加；由于火箭是在

大气层中加速，因此，火箭与大气相摩擦而生热，使得火箭外壳温度升高，其内能也增加。所以，

火箭在大气层中加速上升的过程中，机械能增加，内能也增加。答案：C

例2．如图所示，天花板上挂一个单摆，放手后摆球沿弧来回摆动。若在点钉一枚钉子，

当摆球从点摆到点时，绳子被钉子挡住。则小球在左侧升高的高度将（）

A、高于点B、低于点C、与点等高D、无法判断

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解析：天花板上挂一个单摆，放手后摆球沿弧来回摆动，因为、两点的高度相同，

说明摆球在摆动过程中机械能守恒。若在点钉一枚钉子，当摆球从点摆到点时，虽然绳

子被钉子挡住，但是摆球由于惯性继续向左运动，只是摆球的运动轨迹是在以点为圆心，以

为半径的圆弧上，如右图所示。在沿圆弧上升的过程中，摆球的动能转化为重力势能，而它

的机械能没有转化为其他形式的能量，即摆球的机械能守恒。所以摆球在右侧升高的高度与