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科目：初中物理 來源：素質(zhì)教育新學(xué)案·物理·九年級·全一冊 題型：064

閱讀文章，回答文后的問題：

永　動　機(jī)

　　人們在長期的生活和生產(chǎn)中認(rèn)識到，人類的生存和發(fā)展離不開能源．人們是多么渴望生產(chǎn)一種不需要耗用任何能量而能永遠(yuǎn)不停工作的機(jī)器－－永動機(jī)．下圖所示的是一個(gè)永動機(jī)的設(shè)計(jì)方案：輪子中有一個(gè)轉(zhuǎn)動軸，輪子邊緣安裝著12個(gè)可活動的短桿，每個(gè)短桿的一端裝有一個(gè)鐵球．方案的設(shè)計(jì)者認(rèn)為右邊的球與左邊的球離軸遠(yuǎn)些，因此，右邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩要比左邊的球產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩大．這樣輪子就會永無休止地沿著箭頭所指的方向轉(zhuǎn)動下去，并且?guī)訖C(jī)器轉(zhuǎn)動．但事實(shí)上并未實(shí)現(xiàn)不停息的轉(zhuǎn)動．仔細(xì)分析一下就會發(fā)現(xiàn)，雖然右邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩大，但是球的個(gè)數(shù)少，左邊每個(gè)球產(chǎn)生的力矩小，但是球的個(gè)數(shù)多．于是，輪子不會持續(xù)轉(zhuǎn)動下去而對外做功，只會擺動幾下，便停在圖中所畫的位置上．

　　17～18世紀(jì)，永動機(jī)最為流行，人們曾提出各種永動機(jī)設(shè)計(jì)方案，有采用“螺旋汲水”，有利用輪子的慣性、水的浮力或毛細(xì)作用的，也有利用同性磁極之間排斥作用的．18世紀(jì)末，不少科學(xué)家開始懷疑制造永動機(jī)的可能性．1775年，法國科學(xué)院決議不再受理永動機(jī)的設(shè)計(jì)方案．這些事實(shí)，使人們逐步悟出一個(gè)道理：永動機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)是由于某一普遍定律的限制，而這條定律至今還沒發(fā)現(xiàn)．因此，它啟示人們不再為設(shè)計(jì)永動機(jī)而煞費(fèi)苦心，轉(zhuǎn)而致力于這一未發(fā)規(guī)定律的挖掘工作．

　　17～18世紀(jì)，經(jīng)典力學(xué)中已蘊(yùn)涵著機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒的初步思想．倫福德等人對摩擦生熱的研究，否定了熱質(zhì)說，提示了機(jī)械能與物體內(nèi)能變化的關(guān)系．1800年發(fā)明了電池，不久又發(fā)現(xiàn)了電流的熱效應(yīng)、磁效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)及電磁感應(yīng)，科學(xué)家們進(jìn)一步展示出了自然界不同現(xiàn)象的相互聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化的圖景．在其他方面，如生物學(xué)發(fā)現(xiàn)了動物的體溫和進(jìn)行機(jī)械活動的能量跟它攝取的食物的化學(xué)能有關(guān)．這一切，都為能量守恒發(fā)現(xiàn)做了必要的準(zhǔn)備．19世紀(jì)40年代，不同國家的十幾位科學(xué)家以不同的方式，各自獨(dú)立地提出了能量守恒定律．人們認(rèn)識到：能量既不會消滅，也不會憑空產(chǎn)生，能量有各種不同的形式，可從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中能量的總量保持不變．能量守恒定律使永動機(jī)幻夢被徹底地打破．

　　在制造上面所說的第一類永動機(jī)的這一嘗試失敗之后，一些人又夢想著制造另一種永動機(jī)，希望它不違反能量守恒定律，而且既經(jīng)濟(jì)又方便．例如，這種可直接從海洋或大氣中吸取熱量使之轉(zhuǎn)化為機(jī)械功．由于海洋和大氣的能量是取之不盡的，因而這種熱可永不停息地運(yùn)轉(zhuǎn)做功，也是一種永動機(jī)．然而，在大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，英國物理學(xué)家開爾文于1851年提出一條新的普遍原理：物質(zhì)不可能從單一的熱源吸取熱量，使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其他影響．看來永動機(jī)只是人們的美好愿望，永遠(yuǎn)也不可能實(shí)現(xiàn)．

(1)人類夢想制造的永動機(jī)有哪幾類？為什么都沒有實(shí)現(xiàn)？

(2)下圖是兩位發(fā)明家自制的永動機(jī)模型．你能否和其他同學(xué)討論一下，它們能“永動”嗎？

(3)人們?yōu)槭裁礋嶂杂诎l(fā)明與制造永動機(jī)？

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科目：初中物理 來源：同步題 題型：問答題

做功和能量

      做功在物理學(xué)中具有特定的含義．人推車時(shí)對車施加一個(gè)向前的推力，車在力的作用下沿著力的方向前進(jìn)一段距離，只有在這種情況下，物理學(xué)才認(rèn)為是人對車做了功，人用的力越大，車移動的距離越長，力的作用效果就越明顯，人做的功就越多．
        力和在力的方向上移動的距離，是做功的兩個(gè)必要因素，缺一不可．你從地面上提起水桶時(shí)，水桶在力的作用下，向上移動了一段距離，你對水桶做了功．但如果你手提著水桶站著不動，雖然你用了力，但是水桶沒有移動距離，你只是白費(fèi)力氣，沒有對水桶做功，這叫“勞而無功”，這里，手提著水桶站著不動和將水桶掛在鉤子上沒什么兩樣．或者是你提著水桶向前運(yùn)動了一段距離，但是此時(shí)水桶沒有在你用力的方向上移動距離，你也沒對水桶做功．
        做功是生產(chǎn)和生活中常見的現(xiàn)象．不僅人能做功，運(yùn)動的物體也能做功．從斜面上滾下的鋼球撞在木塊上，能將木塊推動一段距離，飛行的子彈能打穿物體，是由于鋼球和子彈克服阻力做了功的結(jié)果．舉高的物體也能做功，氣錘從高處落下，能把木樁打入地下；高空落下的冰雹，由于做功而砸壞了地上的農(nóng)作物．
        我們說如果一個(gè)物體能夠做功，這個(gè)物體就具有能量，能量大的物體，做功的本領(lǐng)也大，風(fēng)具有能量，人們就安裝風(fēng)車，利用風(fēng)力做功，長江、黃河的水急流直下，蘊(yùn)藏著很大的能量，人們筑起攔河壩，安上水輪機(jī)，讓從高處落下的水推動水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電．
問題：
（1）你可知道做功的因素有哪些？
（2）找出材料中做功和不做功的例子各一個(gè)，用橫線畫出來．

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科目：初中物理 來源： 題型：閱讀理解

人教版第十五章功和機(jī)械能復(fù)習(xí)提綱

　　一、功

　1．力學(xué)里的功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。

　　2．不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。

　　鞏固：☆某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。

　　3．力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS。

　　4．功的單位：焦耳，1J=1N·m。把一個(gè)雞蛋舉高1m，做的功大約是0．5J。

　　5．應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個(gè)力對物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘積（�！っ祝荒軐懗伞敖埂保﹩挝桓慊�。

　　二、功的原理

　　1．內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。

　　2．說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）

　　①功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對于任何機(jī)械都適用。

　�、诠Φ脑砀嬖V我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。

　�、凼褂脵C(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。

　�、芪覀冏鲱}遇到的多是理想機(jī)械（忽略摩擦和機(jī)械本身的重力）理想機(jī)械：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）。

　　3．應(yīng)用：斜面

　　①理想斜面：斜面光滑；

　�、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑�；

　　③理想斜面公式：FL=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。

　　如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。

　　三、機(jī)械效率

　　1．有用功：定義：對人們有用的功。

　　公式：W_有用＝Gh（提升重物）=W_總－W_額=ηW_總斜面：W_有用=Gh

　　2．額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。

　　公式：W_額=W_總－W_有用=G_動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）　　斜面：W_額=fL

　　3．總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功

　　公式：W_總=W_有用＋W_額=FS= W_有用／η 斜面：W_總= fL+Gh=FL

　　4．機(jī)械效率：①定義：有用功跟總功的比值。

　�、诠剑�

　　斜面：定滑輪：

　　動滑輪：滑輪組：

　�、塾杏霉傂∮诳偣�，所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。

　�、芴岣邫C(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。

　　5．機(jī)械效率的測量：

　�、僭恚�

　�、趹�(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。

　�、燮鞑模撼^碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計(jì)。

　　④步驟：必須勻速拉動彈簧測力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測力計(jì)示數(shù)大小不變。

　�、萁Y(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：

　　A、動滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對就多。

　　B、提升重物越重，做的有用功相對就多。

　　C、摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。

　　繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。

　　四、功率

　　1．定義：單位時(shí)間里完成的功。

　　2．物理意義：表示做功快慢的物理量。

　　3．公式：

　　4．單位：主單位W；常用單位kW mW 馬力。

　　換算：1kW=10³W?1mW=10⁶ W?1馬力=735W。

　　某小轎車功率66kW，它表示：小轎車1s內(nèi)做功66000J。

　　5．機(jī)械效率和功率的區(qū)別：

　　功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。

　　五、機(jī)械能

　�。ㄒ唬﹦幽芎蛣菽�

　　1．能量：一個(gè)物體能夠做功，我們就說這個(gè)物體具有能。

　　理解：①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。

　　②一個(gè)物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。

　　2．知識結(jié)構(gòu)：

　　3．探究決定動能大小的因素：

　�、俨孪耄簞幽艽笮∨c物體質(zhì)量和速度有關(guān)。

　　實(shí)驗(yàn)研究：研究對象：小鋼球方法：控制變量。

　　·如何判斷動能大�。嚎葱′撉蚰芡苿幽緣K做功的多少。

　　·如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同。

　　·如何改變鋼球速度：使鋼球從不同高度滾下。

　�、鄯治鰵w納：保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動物體質(zhì)量相同時(shí)；速度越大動能越大。

　　保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動物體速度相同時(shí)；質(zhì)量越大動能越大；

　　④得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。

物體	質(zhì)量m/kg	速度v/（m．s^-1）	動能E/J
牛	約600	約0．5	約75
中學(xué)生	約50	約6	約900

　　練習(xí)：☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)，可以看出對物體動能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍，此時(shí)動能為牛的12倍，說明速度對動能影響大。

4．機(jī)械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。

　　理解：①有動能的物體具有機(jī)械能；②有勢能的物體具有機(jī)械能；③同時(shí)具有動能和勢能的物體具有機(jī)械能。

　�。ǘ﹦幽芎蛣菽艿霓D(zhuǎn)化

　　1．知識結(jié)構(gòu)：

　　2．動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：

　�、儋|(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。

　�、谫|(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。

　　3．動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：

　�、偃绻粋€(gè)物體的動能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。

　�、谌绻粋€(gè)物體的動能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。

　　4．動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析：

　�、攀紫确治鰶Q定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素──看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。

　　⑵還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失），則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。

　�、穷}中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失──機(jī)械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。

　�。ㄈ┧芎惋L(fēng)能的利用

　　1．知識結(jié)構(gòu)：

　　2．水電站的工作原理：利用高處的水落下時(shí)把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。

　　練習(xí)：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計(jì)成上窄下寬？

　　答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢能，水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動能，通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。

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科目：初中物理 來源： 題型：閱讀理解

人教版第十五章功和機(jī)械能復(fù)習(xí)提綱

　　一、功

　1．力學(xué)里的功包括兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。

　　2．不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。

　　鞏固：☆某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠(yuǎn)，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。

　　3．力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS。

　　4．功的單位：焦耳，1J=1N·m。把一個(gè)雞蛋舉高1m，做的功大約是0．5J。

　　5．應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個(gè)力對物體做功，計(jì)算時(shí)F就是這個(gè)力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強(qiáng)調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”（�！っ�=焦），不要和力和力臂的乘積（�！っ�，不能寫成“焦”）單位搞混。

　　二、功的原理

　　1．內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機(jī)械都不省功。

　　2．說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）

　�、俟Φ脑硎且粋€(gè)普遍的結(jié)論，對于任何機(jī)械都適用。

　�、诠Φ脑砀嬖V我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。

　�、凼褂脵C(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。

　�、芪覀冏鲱}遇到的多是理想機(jī)械（忽略摩擦和機(jī)械本身的重力）理想機(jī)械：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）。

　　3．應(yīng)用：斜面

　�、倮硐胄泵妫盒泵婀饣�；

　�、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑�；

　�、劾硐胄泵婀剑篎L=Gh，其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。

　　如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。

　　三、機(jī)械效率

　　1．有用功：定義：對人們有用的功。

　　公式：W_有用＝Gh（提升重物）=W_總－W_額=ηW_總斜面：W_有用=Gh

　　2．額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。

　　公式：W_額=W_總－W_有用=G_動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）　　斜面：W_額=fL

　　3．總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功

　　公式：W_總=W_有用＋W_額=FS= W_有用／η 斜面：W_總= fL+Gh=FL

　　4．機(jī)械效率：①定義：有用功跟總功的比值。

　�、诠剑�

　　斜面：定滑輪：

　　動滑輪：滑輪組：

　�、塾杏霉傂∮诳偣�，所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。

　　④提高機(jī)械效率的方法：減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。

　　5．機(jī)械效率的測量：

　�、僭恚�

　�、趹�(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。

　　③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計(jì)。

　�、懿襟E：必須勻速拉動彈簧測力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測力計(jì)示數(shù)大小不變。

　�、萁Y(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：

　　A、動滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對就多。

　　B、提升重物越重，做的有用功相對就多。

　　C、摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。

　　繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。

　　四、功率

　　1．定義：單位時(shí)間里完成的功。

　　2．物理意義：表示做功快慢的物理量。

　　3．公式：

　　4．單位：主單位W；常用單位kW mW 馬力。

　　換算：1kW=10³W?1mW=10⁶ W?1馬力=735W。

　　某小轎車功率66kW，它表示：小轎車1s內(nèi)做功66000J。

　　5．機(jī)械效率和功率的區(qū)別：

　　功率和機(jī)械效率是兩個(gè)不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時(shí)間內(nèi)完成的功；機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。

　　五、機(jī)械能

　�。ㄒ唬﹦幽芎蛣菽�

　　1．能量：一個(gè)物體能夠做功，我們就說這個(gè)物體具有能。

　　理解：①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。

　�、谝粋€(gè)物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。

　　2．知識結(jié)構(gòu)：

　　3．探究決定動能大小的因素：

　�、俨孪耄簞幽艽笮∨c物體質(zhì)量和速度有關(guān)。

　　實(shí)驗(yàn)研究：研究對象：小鋼球方法：控制變量。

　　·如何判斷動能大小：看小鋼球能推動木塊做功的多少。

　　·如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同。

　　·如何改變鋼球速度：使鋼球從不同高度滾下。

　　③分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動物體質(zhì)量相同時(shí)；速度越大動能越大。

　　保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動物體速度相同時(shí)；質(zhì)量越大動能越大；

　　④得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。

物體	質(zhì)量m/kg	速度v/（m．s^-1）	動能E/J
牛	約600	約0．5	約75
中學(xué)生	約50	約6	約900

　　練習(xí)：☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)，可以看出對物體動能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍，此時(shí)動能為牛的12倍，說明速度對動能影響大。

4．機(jī)械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。

　　理解：①有動能的物體具有機(jī)械能；②有勢能的物體具有機(jī)械能；③同時(shí)具有動能和勢能的物體具有機(jī)械能。

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　　1．知識結(jié)構(gòu)：