湍 急 的 流 水 能 推 动 水 车( 图 11.3-1),高速运动的子弹能击穿靶 体,流水、子弹都做了功。物体能够 对外做功,我们就说这个物体具有能量(energy),简称能。能量的单位 与功的单位相同,也是焦耳。 一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
动能
物体由于运动而具有的能,叫做动能(kinetic energy)。 一切运动的物体都具有动能。
如图11.3-2,钢球从高为h的斜槽上滚下,在水平面上运动,运动的钢球A碰上物体B后, 能将B推动一段距离s,这说明A对B做了功。在同样的平面 上,B被推得越远,A对B做的功越多,A的动能越大。
1.让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,钢球运动到水平面 时的快慢一样吗?哪次物体B被推得远。
2.改变钢球的质量,让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下。哪个钢 球把物体B推得远。
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。
某道路路标显示:小型客车 最高行驶速度不得超过100 km/h ; 大型客车、载货汽车最高行驶速 度不得超过80 km/h(图11.3-3)。为什 么要对机动车的最高行驶速度进 行限制?
车的质量有大有小。如果车的行驶速度相同,质量大的,动能大,在道路上行驶时,危险性就大。因此,在 同样的道路上,交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶速度。
势能
高处物体所具有的能,叫做重力势能。物体的质量越大,位置越高, 它具有的重力势能就越大。
如先把重锤高高 举起,重锤落下,可以把桩打入地里,重锤对桩做 了功。这说明高处的重锤具有能量。
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
例如,发生形变的网球拍能将网球弹出,具 有能量(图11.3-5);拉弯的弓能将箭射出,具有能量(图11.3-6);
重力势能和弹性势能是常见的两种势能(potential energy)。
拦河大坝(图 11.3-8)使上游的 水位升高,提高水的重力势能。水从大坝 的上游流下时冲击水轮机发电,水的势能 最终转化为电能。