物体由于运动而具有的能量叫动能，E_k=mv²/2。物体之间由于相对位置而具有的能量叫势能。物体的重力势能E_p=mgh，弹性势能E_p=kx²/2，电势能ε=qU_AB。物体的动能和机械势能之和叫机械能，机械能的变化等于外力和耗散内力对物体所做功的代数和。当耗散内力和外力做功为零时，机械能守恒。系统内所有分子的动能与分子间的势能之和叫内能，内能的变化等于变化过程中做功与传递热量的和。电场、磁场的能量是指场本身的能量，而不是指电荷、带电体或电流的能量。

实验一 荡秋千

　　【实验目的】

　　研究机械能的转化与守恒。

　　【实验内容与现象】

　　观察正在荡秋千的孩子，他在两边升起的高度总是相同的。如果将秋千推到一个新的高度，就可以验证这个结论。这说明秋千和上面的人在两个最高点的势能是相等的。坐在秋千上，你能够确切地体会到在到达最高点的那一瞬间有静止的感觉，随后速度变得越来越快。要是在手里捏住手帕的一角，观察手帕从最高点下落过程中飘动的角度，可以证明到最低点时速度最大。这就是说，在最高点人和秋千的动能为零，只有重力势能；而在最低点则动能最大，势能可以视为零。当秋千到达另一边的同一高度时，动能又完全变成了势能。那么，在秋千的势能和动能的相互转化中能量没有损失。

实验二 自由下落的球

　　【实验目的】

　　观察机械能的转化和损耗。

　　【实验内容和要求】

　　1、反弹的球

　　用手拿住一个弹性很好的球（如乒乓球或气足的篮球），注意此刻球的高度。自然地松开手使球从静止下落，并注意观察球落到水泥地面后跳了几次，每次到达的高度与最初下落高度的关系。将这个实验重复做几次，看到底有没有一次反弹能比最初还高？到沙地上重做这个实验，井注意观察沙子形状的变化。将水泥地和沙地的实验现象和结论做一个比较。

　　然后思考和讨论三个问题：在水泥地上，球从最初下落到第一次反弹至最高点的过程中，机械能是怎样变化的？反弹的高度为什么只能等于或小于最初的高度？在沙地上反弹球的实验中，能量是怎么变化的？能量还守恒吗？

　　2、落入汽车轮胎内的高尔夫球

　　参看图9.2.2.将一个汽车的外胎直立放在地面上，固定好。手持一个高尔夫球放在轮胎内，由一定高度放手，让它沿轮胎内部所形成的槽道滚动。球由放手处的高度滚到轮胎的底部，然后，又向前上方滚动，沿槽道上升，重新升到与放手处相同的高度，但是绝不会超过放手处的高度。从不同的高度放手，重复上面的实验。

　　如果忽略摩擦等因素造成的能量损失，小球在整个运动中保持能量守恒。小球在由高处向轮胎底部运动的过程中，使原有的重力势能转化为向前滚动的动能；而由低处向高处滚动时，小球的动能又转化为势能。所以，小球又上升到原来的高度。

实验三 魔瓶——弹性势能和动能

　　【实验步骤】

　　（1）准备一个直径为8～10厘米的、带扣盖的塑料瓶。在瓶底圆周的一条直径上，离圆心为2厘米处各打一个小孔，则两个孔之间的距离为4厘米。瓶盖上也打同样的两个孔。

　　（2）用锥子将两根橡皮筋的两个头分别穿入瓶底的两个小孔。

　　（3）将已在瓶内的两根橡皮筋的另两个头再穿过瓶盖的两个孔，并使橡皮筋在瓶内成交叉状。但此时不要将瓶盖外的橡皮筋的两个头系紧。

　　（4）用一段细金属丝的一端紧紧系住一个50克的重物，重物的形状为U型，如图9.2.3所示。用金属丝的另一端将重物系在橡皮筋的中间，尽可能系紧些。

　　（5）扣上瓶盖，拉直橡皮筋，使重物位于瓶子的中部；再将瓶子外边的橡皮筋的头系紧。注意系重物的金属丝不要过长，以免重物碰撞瓶壁。

　　（6）一手使瓶子保持水平，另一手转动瓶子，大约转40周。

　　（7）将瓶子放在水平桌面上并向前推一下，瓶子将自动滚回来。

　　（8）试一试将瓶子推下一个较为平缓的斜面，看看它是否可以自动滚上斜面。

　　【现象解释】

　　在转动瓶子时，重物回转使金属丝与橡皮筋相继发生缠绕。这样，一方面造成金属丝的缩短，使重物的位置升高，其重力势能增大；而另一方面，橡皮筋产生扭转形变，拧成了麻花状，储存下一定的弹性势能。最初，这些势能转化为滚动动能，并使瓶的速度达到最大。随后，瓶子滚动动能又将转化成瓶子内部重物的重力势能和弹性势能。如果忽略摩擦，动能的减小量等于势能的增加量。一旦动能减小至零时，势能就又重新开始向动能转化。此时，重物高度的回落和橡皮筋的松弛，均造成瓶子的向回滚动。