機(jī)械能和內(nèi)能知識(shí)梳理演講人：03-07CONTENTS目錄01機(jī)械能概述02動(dòng)能詳解03勢能詳解04機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒05內(nèi)能基礎(chǔ)知識(shí)06內(nèi)能與機(jī)械能關(guān)系探討01機(jī)械能概述PART機(jī)械能定義機(jī)械能是動(dòng)能與勢能的總和，其中勢能包括重力勢能和彈性勢能。機(jī)械能分類機(jī)械能可分為動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能三類。機(jī)械能定義與分類動(dòng)能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化物體的動(dòng)能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，例如物體在自由落體過程中，重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。動(dòng)能與勢能的總和不變在只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中，機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能是守恒的。動(dòng)能與勢能關(guān)系在只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。機(jī)械能守恒定律表述機(jī)械能守恒的條件是只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，或者看物體的動(dòng)能和勢能之和是否保持不變，來判斷機(jī)械能是否守恒。機(jī)械能守恒的條件機(jī)械能守恒定律02動(dòng)能詳解PART動(dòng)能定義及計(jì)算公式動(dòng)能計(jì)算公式E=1/2mv2，其中m為物體質(zhì)量，v為物體速度。動(dòng)能定義物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，稱為動(dòng)能。物體質(zhì)量質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。物體速度速度越快，動(dòng)能越大。影響動(dòng)能大小因素動(dòng)能與速度關(guān)系速度加倍，動(dòng)能增加至原來的四倍。動(dòng)能與質(zhì)量關(guān)系質(zhì)量加倍，動(dòng)能增加至原來的兩倍。動(dòng)能與速度、質(zhì)量關(guān)系03勢能詳解PART重力勢能特點(diǎn)具有相對性，與參考平面的選取有關(guān)；系統(tǒng)性質(zhì)，重力勢能是地球與物體組成的系統(tǒng)所共有的。重力勢能定義物體因重力擁有的能量，與物體的質(zhì)量和高度相關(guān)。重力勢能計(jì)算公式Ep=mgh，其中m為物體質(zhì)量，g為重力加速度，h為物體相對于參考平面的高度。重力勢能定義及計(jì)算公式發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有的勢能。彈性勢能定義彈性勢能的大小與物體的形變程度有關(guān)，形變越大，彈性勢能越大（無具體公式，但可通過形變程度來比較）。彈性勢能計(jì)算公式與物體的形變狀態(tài)有關(guān)，形變恢復(fù)時(shí)釋放彈性勢能。彈性勢能特點(diǎn)彈性勢能定義及計(jì)算公式勢能與高度的關(guān)系重力勢能隨物體高度的增加而增大，與物體質(zhì)量成正比。勢能與勁度系數(shù)的關(guān)系彈性勢能的大小與物體的勁度系數(shù)和形變程度有關(guān)，勁度系數(shù)越大，形變程度越大，彈性勢能也越大。勢能轉(zhuǎn)化的普遍性重力勢能和彈性勢能都可在一定條件下轉(zhuǎn)化為其他形式的能，如動(dòng)能等。勢能與高度、勁度系數(shù)關(guān)系04機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒PART動(dòng)能與勢能之間轉(zhuǎn)化原理勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能物體在受到重力或彈力作用時(shí)，將勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能物體發(fā)生彈性形變時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，恢復(fù)形變時(shí)將彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能物體在上升時(shí)將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，下降時(shí)將重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。只有重力或彈力做功在只有重力或彈力做功的情況下，機(jī)械能守恒。彈性勢能不變機(jī)械能總量保持不變機(jī)械能守恒條件在機(jī)械能守恒的過程中，彈性勢能不變。在機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒的過程中，機(jī)械能總量保持不變。日常生活中的機(jī)械能轉(zhuǎn)化實(shí)例鐘表發(fā)條儲(chǔ)存的彈性勢能轉(zhuǎn)化為指針的動(dòng)能。彈弓彈弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為石子的動(dòng)能。吊車吊車將貨物吊起時(shí)，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，下降時(shí)將重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。秋千秋千在擺動(dòng)過程中，重力勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。05內(nèi)能基礎(chǔ)知識(shí)PART內(nèi)能定義內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)所具有的動(dòng)能和分子勢能的總和。內(nèi)能來源內(nèi)能來源于物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和相互作用，包括分子動(dòng)能、分子勢能和分子內(nèi)部原子振動(dòng)等。內(nèi)能定義及來源溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，溫度越高，分子平均動(dòng)能越大。溫度與分子平均動(dòng)能關(guān)系物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，但內(nèi)能不僅僅與溫度有關(guān)，還與物體的物質(zhì)的量、體積和物態(tài)有關(guān)。溫度與內(nèi)能關(guān)系溫度與內(nèi)能關(guān)系改變內(nèi)能方式熱傳遞熱量從高溫物體傳向低溫物體，可以改變物體的內(nèi)能。熱傳遞方式包括傳導(dǎo)、對流和輻射。做功通過外力對物體做功，可以改變物體的內(nèi)能。例如，鉆木取火就是通過做功的方式改變內(nèi)能。06內(nèi)能與機(jī)械能關(guān)系探討PART內(nèi)能與機(jī)械能區(qū)別影響因素不同機(jī)械能與物體的質(zhì)量、速度、高度、形變程度等因素有關(guān)；而內(nèi)能與物體的溫度、體積、物質(zhì)的量等因素有關(guān)。守恒定律不同機(jī)械能可以在不同物體之間轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，但總量保持不變，遵循機(jī)械能守恒定律；而內(nèi)能在熱傳遞和做功過程中可能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化，不守恒。定義不同機(jī)械能是動(dòng)能與勢能的總和，反映物體宏觀運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和相對位置；而內(nèi)能是微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)和相互作用的能量總和，反映物體微觀狀態(tài)。030201內(nèi)能與機(jī)械能轉(zhuǎn)換途徑相變過程物質(zhì)在發(fā)生相變（如熔化、凝固、汽化、液化等）時(shí)，內(nèi)能與機(jī)械能之間會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)換。例如，冰在融化過程中吸收熱量，內(nèi)能增加，但機(jī)械能保持不變；水蒸氣在冷凝時(shí)放出熱量，內(nèi)能減少，但機(jī)械能也保持不變。熱傳遞內(nèi)能可以通過熱傳遞的方式在物體之間轉(zhuǎn)移，使物體的溫度發(fā)生變化，但內(nèi)能總量保持不變。例如，將熱水倒入冷水中，熱水的內(nèi)能會(huì)轉(zhuǎn)移到冷水中，使冷水變熱。做功當(dāng)物體發(fā)生形變或體積改變時(shí)，機(jī)械能與內(nèi)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。例如，摩擦生熱、鉆木取火等現(xiàn)象都是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程。實(shí)際應(yīng)用中內(nèi)能與機(jī)械能關(guān)系內(nèi)燃機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的典型設(shè)備。在燃燒室內(nèi)，燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。內(nèi)燃機(jī)制冷設(shè)備則是利用內(nèi)能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)制冷的。例如，冰箱通過壓縮機(jī)將制冷劑壓縮成液態(tài)，液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸收熱量，將冰箱內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到外部空氣中，從而實(shí)現(xiàn)制冷效果。制冷設(shè)備在能量轉(zhuǎn)換過程中，雖然內(nèi)能與機(jī)械能可以相互轉(zhuǎn)化，但