机械能定义：
动能与势能之和称为机械能。

机械能守恒：
动能与势能之间是可以相互转化的，即动能可以转化成势能，势能也可以转化成动能。在只有动能与势能转化的过程中，机械能的总量保持不变。如图：卫星绕地球转动时，由于太空是真空，动能和势能相互转化，机械能不变。

规律总结：在只有重力、引力、弹力做功时，机械能是守恒的，其他力做功，机械能不守恒。
机械能间的转化：
(1)动能和重力势能可以相互转化。
①动能转化为重力势能的标志是速度减小，所处的高度增加；
②重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小，速度增大。

(2)动能和弹性势能可以相互转化。
①动能转化为弹性势能的标志是速度减小，形变增大；
②弹性势能转化为动能的标志是动能增大，形变减小；
③动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。

(3)在动能和势能相互转化的过程中，若没有能量损失(如克服阻力)或其他形式的能量的补充，机械能的总和保持不变，机械能守恒。

(4)机械能也可以转化为其他形式的能量。
对能量转化的理解：
(1)分析某个物体在物理变化的过程中机械能的大小发生改变与否时，应全面考虑。即同时考虑动能、重力势能、弹性势能的变化情况。

(2)物体储存能量时，物体具有做功的本领，物体损失能量时，就说物体正在做功。

(3)物体对外界做功时，物体的能量减小。

(4)外界对物体做功时，物体的能量增加。

滚摆：
    滚摆又称麦克斯韦摆，它是在学习机械能时，常用来演示重力势能和动能之间相互转化的仪器，如图。

    做滚摆实验时，先调整悬绳，使摆轮处于水平最低位置，然后转动摆轮，使悬绳均匀地绕在摆轮的轴上，直至摆轮上升到悬绳的最上部，并且保持摆轮的轴与水平地面平行。此时，摆轮具有一定的重力势能，而动能为零。当由静止释放摆轮，在重力和悬绳拉力的共同作用下，摆轮边旋转，边下降，摆轮的重力势能不断减少，转化成摆轮的动能。当悬线全部伸开时，摆轮的重力势能不再减少，摆轮的动能达到最大值。由于惯性，摆轮继续旋转，摆轮轴又开始把绳绕在轴上，使摆轮开始上升，随着重力势能的增加，动能不断减少，动能转化为势能。直到上升到开始位置，摆轮停止转动，停止上升。接着又开始新的一轮下降、上升…… 实际上，摆轮每次下降后再上升都不会上升到前一次的高度，这是摩擦力、空气阻力等作用的结果，使一部分机械能转化为内能。

水能及其利用：
    水能及其利用流动的水具有动能，高处的水具有势能，水所具有的机械能统称水能。
    瀑布的水向下流时(如图)，它会以极大的力量冲击瀑布下的岩石，并且以很大的速度冲刷土壤。

      数千年前，人们已知道利用流水的能量来转动水车，汲水灌溉。自从19世纪末德国建成世界上第一座水电站以来，水力发电就成了水能利用的主要形式。当上游的水冲击水轮机的叶片时，就把大部分动能传递给水轮机，使水轮机转动起来，由此带动发电机发电。
      为了增加水的机械能，必须修筑拦河大坝来提高河流上游的水位。如图是水力发电站的原理图。

定义：
平衡状态：物体保持静止状态或匀速直线运动状态；
悬挂着的电灯、放在桌面上的书、在平直公路上做匀速直线运动的汽车、在空中匀速直线下降的降落伞都处于平衡状态。如下图：


平衡力：物体在受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，这几个力称为平衡力。即这几个力的合力为零，作用效果相互抵消。
悬挂着的电灯能保持静止，是因为电灯受到的重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力(图甲)；在平直公路上做匀速直线运动的汽车，受到向前的牵引力和地面、空气对它的向后的阻力，这时牵引力和阻力是一对平衡力(图乙)。桌面上的书保持静止，书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力(图丙)。

平衡力和相互作用力：

		作用力和反作用力	相互平衡的两个力
相同点	大小	相等	相等
	方向	相反，且在同一直线上	相反，且在同一直线上
区别	作用对象	分别作用在两个物体上	共同作用在同一个物体上
	作用时间	同时产生，同时消失	一个力消失另一个力可以存在
	力的作用效果	作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，一般产生不同的效果	两个力共同作用在同一个物体上，使物体保持平衡

力的作用效果：
1．力可以改变物体的运动状态

2．力可以改变物体的形状

对作用效果的理解：
1．力可以改变物体的运动状态

 (1)物体运动状态的改变分为三种情况：
一是物体运动方向不变速度大小发生改变，如物体从快到慢、从慢到快、从静止到运动和从运动到静止都是速度大小在改变；
二是物体运动的速度大小不变，运动方向发生改变，如左转弯、右转弯等都是说明其运动方向在改变；三是物体运动速度大小和运动方向同时发生了改变。

(2)力可以改变物体运动状态并不是说物体只要受力，其运动状态就一定要改变，“可以”不是“一定”。如放在水平面上的物理课本，受到重力和支持力的作用处于静止状态。

2．力可以改变物体的形状

用手拉弹簧使弹簧变长了；揉面时，面团形状不断变化；刀片能划破纸；射箭时，拉弯了的弓等等都表明力可以使物体的形状发生改变。

3. 说明：
(1)一个物体只要发生了运动状态的改变或形状的改变，这个物体就一定受到力的作用；
(2)一个物体若受到了力(合力不为0)的作用，则物体要么改变了形状，要么改变了运动状态，要么两者都发生了改变。要根据题意判断是哪一种情况，不能盲目地下结论.

控制变量法研究力的作用效果：
在探究力的作用效果与哪些因素有关时就用到了控制变量法。
例1：如图所示，使一薄钢条的下端固定，现分别用不同的力去推它，使其发生(1)、(2)、(3)、(4)各图所示的形变，如果F1=F3=F4>F2，那么能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是(  )

A．图(1)和(2)
B．图(1)和(3)
C．图(1)和(4)
D．图(2)和(3)

解析：力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关。当力的方向和作用点相同时，力的作用效果跟力的大小有关，见图(1)和(2)；当力的大小和力的作用点相同时，力的作用效果跟力的方向有关，见图(1) 和(3)；当力的大小和方向相同时，力的作用效果跟力的作用点有关，见图(1)和(4)，因此本题选C。
答案：C

例2：为了探究力能否使物体发生形变，小林把玻璃瓶装满水，然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，组装好的实验装置如图所示。其中，细玻璃管上有刻度，便于观察细玻璃管内水面的变化。小林用力挤压玻璃瓶壁，发现细玻璃管内水面上升了。于是他得出结论：细玻璃管内水面上升，表明是由于手挤压玻璃瓶壁时，瓶内水的温度升高所致，因此不能说明力使玻璃瓶发生了形变。要求只利用如图所示的装置，通过实验证明力能使玻璃瓶发生形变。请你写出主要实验步骤和相应的实验现象。

解析：用力挤压玻璃瓶壁，可以看到细玻璃管内的水面上升，水面上升的高度记为h1，松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置。再用较小的力挤压玻璃瓶壁，可以看到细玻璃管内的水面也上升，水面上升的高度记为h2，且h2小于h1。这说明力的作用使玻璃瓶发生了形变。