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242 世 界学 Shi Jie Xue

能量是物理学中描写一个系统或一个过程的物理量。一个系统的能量可以被定
义为从一个零能量的状态转换为该系统现状的功的总和。一个系统有多少能量在物

理中并不是一个确定的值，它随着对这个系统的描写而变换。人体在生命活动过程
中，一切生命活动都需要能量，如物质代谢的合成反应、肌肉收缩、腺体分泌等等。

而这些能量主要来源于食物。动、植物性食物中所含的营养素可分为五大类：碳水
化合物、脂类、蛋白质、矿物质和维生素，加上水为六大类。其中，碳水化合物、

脂肪和蛋白质经体内氧化可释放能量。三者统称为“产能营养素”或“热源物质”。
这些能量仅仅是这些物质化学反应（氧化）产生的能量。

（二）能量形式

1. 动能
定义：物体由于运动而具有的能量，称为物体的动能。它的大小定义为物体质
2
量与速度平方乘积的二分之一（1/2mv ）。因此，质量相同的物体，运动速度越大，
它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，具有的动能就越大。动能是能量
的一种，它的国际单位制下单位是（J），简称焦。需要注意的是，动能（以及和

它相对应的各种功），都是标量，即只有大小而不存在方向。求和时只计算其代数
和，不满足矢量（数学中称向量）的平行四边形法则。
根据动能定理，运动的物体如受到阻碍而减速直到停止以前，物体就会对障碍

物做功。所做的功的量等于物体原有动能的量。因此可以说，动能是物体由于运动
而具有的做功能力。例如高速飞行的枪弹具有动能，所以打到钢板上能对钢板做功

而穿入；捶到锻件上的铁锤具有动能，所以能对锻件做功而使它变形。
2. 势能

势能亦称“位能”。由相互作用的物体之间的相对位置，或由物体内部各部分
之间的相对位置所确定的能叫做“势能”。按作用性质的不同，可以分为引力势能、

重力势能、弹性势能、电势能、分子势能和核势能等。
势能是物体由于具有做功的趋势而具有的能叫势能。它是储存于一个系统内的
能量，也可以释放或者转化为其他形式的能量，如动能。也可以说，势能是指物体

（或系统）由于位置或位形而具有的能。例如，举到高处的打桩机重锤具有势能，
故下落时能使它的动能增加并对外界做功，把桩打入土中；张开的弓具有势能，故

在释放能时对箭做功，将它射向目标。