第 8 章 第 4 节 机械能及其转化

图 8–4–1 是我国首个海上风电项目——上海市东海大桥 10 万千瓦风电场，作为亚洲第一座大型海上风电场，在我国风力发电建设发展史上具有里程碑意义。风是流动的空气，风力发电装置利用风蕴含的巨大能量发电。能量对我们来说已经不是陌生的名词，风力发电过程中利用了哪种能量呢？

什么是动能？

如果一个物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。在物理学中，能量与功的单位一样，也是焦耳。风可以吹动风车叶片（图 8–4–1），对风车叶片做功，说明风具有能量。水流可以推动橡皮艇漂流（图 8–4–2），对橡皮艇做功，表明水流具有能量。物体由于运动而具有的能量叫做动能（kinetic energy）。

功。物理学中把物体由于受重力作用而具有的与高度有关的能量叫做重力势能。

大量实验和研究表明，物体的重力势能与其质量和所处位置的高度有关。高度相同的物体，质量越大，重力势能越大；质量相同的物体，位置越高，重力势能越大。

拉紧的弓（图 8–4–5）一旦释放便能把箭射出，说明发生弹性形变的弓也具有能量，可以对箭做功。物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。

如图 8–4–6 所示，将弹簧左端固定，用小车向左压缩弹簧，弹簧的弹性形变越大，小车释放后被弹得越远，说明弹性形变大的弹簧具有的弹性势能大。

重力势能和弹性势能统称为势能（potential energy）。

机械运动中，物体往往同时具有动能和势能。图 8–4–7 中沿高坡下滑的滑雪运动员，因