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势能的概念是什么?势能的分类都有哪些?

在能量的概念中,某物体能够对外做功就说明该物体具有能量。一个物体能够做的功越多,就代表这个物体所具有的能量越大。“势”的概念在中国古代文艺传统中已经存在两千多年。在本节中,我们将重点学习弹性势能和重力势能,通过对这两者的学习,来对势能有更进一步的了解。

【势能是什么】

势能是指物体(或系统)由于位置或位形而具有的能。例如,举到髙处的打桩机重锤具有势能,故下落时能使它的动能增加并对外界做功,把桩打入土中;张开的弓具有势能,故在释放能时对箭做功,将它射向目标。

【重力势能】

物体由于被举高而具有的能。质量相同的物体,高度越高,重力势能越大;高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。

重力势能

表达式为:Ep=mgh(Ep为重力势能,m为质量,g为重力加速度,在大多数情况下,h为物体距离参考平面的高度)

判断一个物体是否具有重力势能,关键看此物体相对某一个平面有没有被举高,即相对此平面有没有一定的高度。若有,则物体具有重力势能,若没有,则物体不具备重力势能。

【弹性势能】

发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大,弹性势能就越大。

弹性势能

未发生任何形变,而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。弹力对物体做功等于弹力势能增量的负值。即弹力所做的功只与弹簧在起始状态和终了状态的伸长量有关,而与弹簧形变过程无关。弹性势能是以弹力的存在为前提,所以弹性势能是发生弹性形变,各部分之间有弹性力作用的物体所具有的。如果两物体相互作用都发生形变,那么每一物体都有弹性势能,总弹性势能为二者之和。

【能的关系】

1.弹性势能可与动能直接相互转化,但不能与重力势能直接转化。

2.势能和动能间之间可直接转化,但势能不能与势能直接相互转化,就是说不可能在动能不变的情况下转化。

【势能的应用】

势能的应用

我们最常见的重力势能的应用,就是水力发电站。根据之前的学习我们了解了,物体的质量越大,位置越高,重力势能就越大。将有较大落差的地方建立水力发电站,就要是把水的重力势能转化为电能,以此来进行发电。

弹性势能就相对更好理解一些,小时候玩的弹弓,就是利用弹弓的弹性势能把石块打出去的。除此之外,被压缩的气体、卷紧了的发条、拉长或压缩了的弹簧等等都具有弹性势能。

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