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：
我们把物体保持运动状态不变的特性叫做惯性，惯性是物体的固有属性.
辨析与区别：
惯性”与“第一定律”的区别
“惯性”与“惯性定律”不是同一概念，不能混为一谈。它们的区别：惯性是一切物体固有的属性，是不依外界（作用力）条件而改变，它始终伴随物体而存在。牛顿第一定律则是研究物体在不受外力作用时如何运动的问题，是一条运动定律，它指出了“物体保持匀速直线运动状态或静止状态”的原因。而惯性是“物体具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态”的特性；两者完全不同。为何牛顿第一定律又叫惯性定律，是因为定律中所描述的现象是物体的惯性的一个方面的表现，当物体受到外力作用（合外力不为零）时，物体不可能保持匀速直线运动状态或静止状态，但物体力图保持原有运动状态不变的性质（惯性）仍旧表现出来。

“惯性”与“力”的区别
“惯性”与“力”不是同一概念，“子弹离开枪口后还会继续向前运动”，“水平道路上运动着的汽车关闭发动机后还要向前运动”这些都是惯性。惯性与力的区别：①物理意义不同；惯性是指物体具有保持静止状态或匀速直线运动状态的性质；而力是指物体对物体的作用。惯性是物体本身的属性，始终具有这种性质，它与外界条件无关；力则只有物体与物体发生相互作用时才有，离开了物体就无所谓力。②构成的要素不同：惯性只有大小，没有方向和作用点，而大小也没有具体数值，无单位；力是由大小，方向和作用点三要素构成，它的大小有具体的数值，单位是牛。③惯性是保持物体运动状态不变的性质；力作用则是改变物体的运动状态。④惯性的大小只与物体的质量有关，而力的大小跟许多因素有关（视力的种类而定）。

“物体惯性”与“外力作用”的辨证关系
物体的惯性和外力作用这一对矛盾的对立统一，形成了宏观物体的形形色色的各种复杂的运动。如果没有外力，物体也就没有复杂多样的运动形式；如果没有惯性，物体的运动状态改变不需要力的作用。只有当我们理解了惯性与外力作用的辨证关系，就不难解释惯性现象。例如“锤子松了，把锤把的一端在物体上撞几下，锤头就能紧套在锤柄上”这是因为锤与柄原来都向下运动，柄撞在物体上受到阻力作用，改变了它的运动状态，就停止了运动，锤头没受阻力仍保持原来运动状态，继续向下运动，这样锤头就紧套在锤柄上了。

“惯性”与“速度”的区别
惯性大小与物体运动的快慢无关。“汽车行驶越快，其惯性越大”是不正确的。运动快的汽车难刹车是因为运动速度越快，物体的运动状态越难改变。可见惯性大小与运动状态并无关系。惯性大小只与物体质量有关。

惯性维护平衡与作用造成变化的辩证关系
     时效波先生在二十世纪末期论述“生命的产生”时，提出了惯性维护平衡与作用造成变化的辩证关系：“物质是运动的，运动的物质有保持其原有平衡状态（干扰前状态）的属性，即惯性。这里提到的惯性是广义质能意义上的概念，不仅指宏观物体，构成宏观物体、维系着微观结构形态运动着的分子、原子、电子同样具有惯性。物质是运动的，运动的物质之间是相互联系、相互作用的。物质在相互作用的过程中，会发生物质和能量的运动转化，原有的平衡状态（宏观的运动状态、微观的结构形态）就会被改变或打破，形成具有新的运动状态和结构形态的物质。运动的物质有保持原有平衡状态的属性，而运动物质间的相互作用又时刻破坏着平衡，惯性维护平衡与作用造成变化成了物质最基本属性的矛盾统一体。无机物在物质间的相互作用中，只能被动地接受宏观的、微观的冲击和破坏，改变其原有的运动状态和结构形态。如被海水冲刷和风吹日晒的礁石会移动位置和逐渐破碎。原始生命则能为维护自身的平衡状态作出反应，主动地吸收利用物质能量（新陈代谢）来维护有机体的结构形态不受破坏，以维持其原有性能，获得生存。事实上，由碳水化合物构成的蛋白质分子就已经能有选择地从外界吸收营养物并排出分解物，不断与环境中的某些物质进行代谢。”
对惯性的正确认识:
（1）惯性与物体所处的运动状态无关。对任何物体，无论是运动还是静止，无论是运动状态改变还是不变，物体都具有惯性。不能认为：运动的物体具有惯性，静止的物体不具有惯性或物体运动的速度大，惯性就大

（2）惯性大小只与物体的质量有有关。物体的质量越大，其运动状态越难改变，我们就说它的惯性越大；物体的质量越小，其运动状态越容易改变，我们就说它的惯性越小。物理学中就用质量来量度物体惯性的大小

（3）惯性不是力。力是物体对物体的作用，发生力的作用时，必然要涉及两个相互作用的物体，单独一个物体不会产生力的作用；每个物体都具有惯性．不需要两个物体的相互作用，惯性只有大小没有方向，因此不能把惯性说成是“惯性力”“受到惯性作用”或“克服物体的惯性”，一般只能说“具有惯性”
利用惯性鉴别生、熟鸡蛋:
例:小刚同学把一只熟鸡蛋和一只生鸡蛋都放在水平桌面上，用同样大小的力分别使它们在桌面上绕竖直轴水平旋转，然后用手按住熟鸡蛋立即释放，发现熟鸡蛋静止了；用手按住生鸡蛋立即释放，发现生鸡蛋沿原来方向继续转了几圈，如图所示。请用初中物理知识解释为什么释放后生鸡蛋又继续转了几圈?

解析:具体分析过程如下：
(1)确定研究对象及其原来所处状态：本题的研究对象是熟鸡蛋和生鸡蛋，他们都在桌面上绕竖直轴水平旋转。
(2)确定物体的哪部分受力改变运动状态：熟鸡蛋是一个整体，用手按住后整体停止运动；生鸡蛋的蛋壳与蛋清、蛋黄是分离的，用手按住后只是蛋壳停止转动。
(3)确定物体哪部分由于惯性仍保持原来的运动状态：对于熟鸡蛋来说，受力后整体停止运动；对于生鸡蛋来说，壳内的蛋清和蛋黄由于惯性仍会保持原来的运动状态。
(4)造成的结果：手离开鸡蛋后，熟鸡蛋停止转动，生鸡蛋仍继续转动几圈。
答案:这是因为熟鸡蛋蛋壳内的物质变成周体与鸡蛋壳连在一起，用手按住立即静止，而生鸡蛋的蛋黄与蛋壳间有蛋清，用手按住转动的生鸡蛋，蛋内的蛋黄由于惯性还要继续转动，所以手松开后，整个生鸡蛋又继续转几圈。

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。