文档讨论了动能的定义及其在物体运动中的作用，强调了质量和速度对动能的影响。还探讨了动能与位能之间的关系，以及它们在不同场景中的转换和应用，如举重、过山车和弹簧的作用。最后，介绍了力学能的概念及其在无摩擦环境中的守恒特性。

1. 動能有甚麼用？
• 從動能的用途談起 ~~

2. • 施力作正功時，力將能量傳給物體，使物
體獲得運動的能力 = 動能
• 動能是物體有運動時才會有的能量
• 那麼，動能有何用？

3. 功能原理
• 如圖所示，重力對鋼珠作功，使得鋼珠獲得動能
，鋼珠又能以撞擊力對木塊作功。
• 動能 = 物體因運動而具有對外作功的能力
★

4. • 兩顆不同質量的鋼珠，以相同速率前進時
，動能較大的是”重球球” 。
• 能使鐵釘插入木塊較深的是”重球球” ，它
對鐵釘作功較大。

5. • 兩顆相同質量的鋼珠，以不同速率前進時，動能較大的是”快球球” 。
• 能使鐵釘插入木塊較深的是”快球球” ，它對鐵釘作功較大。

6. 動能使物體有撞擊力而作功
• 運動中的物體，其質量和速度都會影響對
其它物體撞擊、破壞的效果，也就是說：
動能愈大，對外產生的撞擊力作功愈大。

7. 空氣砲的運作
• 對空氣施力作功，就能使空氣獲得動能。
• 快速噴出的空氣，對外產生撞擊力作功。

9. • 在地板上滾動的球會逐漸減慢，可見物體的動能會因摩擦阻力
作負功而減少，同時生熱能，可見動能可以轉換成為熱能。
• 沸騰的水會產生高溫、快速上升的水蒸氣
，可見熱能可以轉換成為動能。
• 既然動能與熱能可能可以互相轉換，那麼，還有甚麼能量可以
和動能互相轉換呢？
熱是一種能量，
稱為熱能。

10. 能量轉換
• 能量的形式可以互相轉換，則如圖所示，請問：
鋼珠的動能是由何種能量轉變而來？
• 位能 = 物體在高處而具有的能量
= 物體因高度差而有對外作功的能力
★
位能和重力有關，
又稱為重力位能。

12. • 棒球被往上丟之後，重力作負功，使得物體動能逐漸減少，轉變成增加位能 ( 重
力位能 ) 。
• 棒球自然落下之時，重力作正功，使得物體位能 ( 重力位能 ) 減少，轉變成增加
動能。
• 如右圖所示，
重力 (mg) 作負功 = mgh 焦耳，
所以物體動能減少 mgh 焦耳，
同時物體位能增加 mgh 焦耳。
1 公斤 (kg) 物體的重量 =1 公斤重
(kgw)
=9.8 牛頓 (N)
M 公斤 (kg) 物體的重量 =m 公斤重
(kgw)
=mg 牛頓 (N)
[ 通常 g=9.8 m/s2]

13. 位能 ( 重力位能 )
•
•
•
•
愈重的棒球，落地後對地面作功愈大。
愈高的棒球，落地後對地面作功愈大。
所以位能與重量 (mg) 及高度 (h) 都有關。
位能 ( 重力位能 )= mgh 。

14. 雲霄飛車的運作
• 愈重的鋼珠，有愈大的重力位能。
• 愈高的鋼珠，有愈大的重力位能。
• 鋼珠滑下時，重力對鋼珠作功，鋼珠的位
能轉成動能，對外產生撞擊力作功。

15. 舉重時
• 舉重選手對槓鈴向上施力作功，將槓鈴舉
至高處，使槓鈴的重力位能增加。

16. 力學能
• 動能與位能都與物體的運動狀態及所受到
的外力有關，故兩者的總和稱為力學能。
• 在無摩擦阻力的環境中，力學能總是保持
一定，稱為力學能守恆。
臺北市立至善國中 林宏彥老師

17. 極限運動之動能與位能的變化

18. 雲霄飛車之動能與位能的變化

19. 摩天輪之動能與位能的變化

20. 彈力作功
• 彈簧被壓縮時，具有能量
，此能量稱為彈力位能；
• 當彈簧被伸長時，同樣也
具有彈力位能。
和重力有關的能量 = 重力位能
和彈力有關的能量 = 彈力位能

21. 彈力位能
• 彈力位能 = 物體因形狀 變化 ( 形變 ) 而具有的能
量
= 物體因形狀 變化 ( 形變 ) 而具有彈力
而以彈力對外作功的能力★
彈簧沒有形變就沒有彈力
，當然也沒有彈力位能。
彈簧壓縮 5 公分時，產
生
彈力可以作功，同時也
儲存了彈力位能。

22. 高空彈跳之動能與位能的變化

23. 如此如此，這般這般，
你知道動能、位能和力學能的意義了嗎？