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能量是物理学中的一个重要概念，它描述了物体具有做功的能力。在我们的日常生活中，到处都能看到能量的存在。比如运动的汽车具有能量，可以推动其他物体；高处的苹果具有能量，落下时可以砸坏东西；压缩的弹簧具有能量，可以弹开物体。能量有一个重要特点，就是它可以在不同形式之间相互转换，但总量保持不变，这就是能量守恒定律。
动能是物体由于运动而具有的能量。所有运动的物体都具有动能，静止的物体动能为零。动能的计算公式是二分之一乘以质量乘以速度的平方。动能的大小主要受两个因素影响：质量和速度。质量越大，动能越大；速度越大，动能也越大。特别要注意的是，速度对动能的影响更加显著，因为动能与速度的平方成正比。比如速度增加一倍，动能就增加四倍。
势能是物体由于位置或形状改变而具有的能量。势能主要分为两种类型：重力势能和弹性势能。重力势能是物体由于被举高而具有的能量，它的大小由质量、重力加速度和高度决定，公式是mgh。物体举得越高，重力势能越大。弹性势能是物体发生弹性形变时具有的能量，比如压缩的弹簧、拉伸的橡皮筋等。物体的形变越大，弹性势能就越大。这两种势能都可以转化为动能，从而对其他物体做功。
动能和势能可以相互转换，这是物理学中的重要规律。在理想情况下，不考虑摩擦和空气阻力时，机械能守恒，即动能与势能的总和保持不变。当物体从高处下降时，重力势能转化为动能，速度越来越快；当物体向上运动时，动能转化为重力势能，速度逐渐减小。单摆运动是能量转换的典型例子，摆球在最高点时势能最大动能为零，在最低点时动能最大势能最小，整个过程中机械能保持不变。自由落体运动也体现了这种转换关系。
现在我们通过三个典型例题来巩固动能和势能的计算方法。第一个例题是动能计算：质量为2千克的物体以5米每秒的速度运动，求其动能。根据动能公式，动能等于二分之一乘以质量乘以速度的平方，代入数值得到25焦耳。第二个例题是势能计算：质量为3千克的物体距地面10米高，求其重力势能。根据重力势能公式mgh，代入数值得到300焦耳。第三个例题涉及能量转换：物体从5米高处自由下落，落到2米高度时的速度是多少？利用机械能守恒定律，初始势能等于最终势能加动能，解得速度约为7.7米每秒。