动能（kinetic energy）是物体由于运动而具有的机械能，属能量的一种形式，计算公式为Ek=mv2/2，国际单位为焦耳（J），其大小与物体质量和速度平方成正比，可通过做功与其他能量形式相互转化。动能定理指出，外力对物体所做的功等于其动能变化量。

动能是物体由于运动而具有的能量。质量为的物体以速度运动时，具有的动能为

动能是标量，其单位与功的单位相同，在国际单位制中都是焦耳（J）。

如果物体在转动，那么它的动能还应当包括转动的动能。此外，当物体的运动速度很大（接近光速）时，上式不再适用，需要用更精确的公式来计算物体的动能。

为推导物体动能的表达式，考虑一个动能向重力势能转化的运动过程。质量为的质点以初速度沿任意形状的光滑曲线向上冲，上升到高度时速度减到零。取平面直角坐标系，其中,轴分别为水平、竖直方向。令为它在时间内移动的弧长，在竖直方向的投影为，其中为速度方向与水平方向的夹角，在切线方向由牛顿第二定律有

所以有

由于，所以上式进一步变形为

将此式对该过程积分

得到，而根据能量守恒定律，质点$ 初始的动能应当等于在此过程中增加的重力势能，即

这就是我们要找的动能的表达式了。可以看到它的确只与物体的质量和速度有关，且质量越大、速度越大，动能也越大。

如果物体在转动，那么它的动能还应当包括转动的动能。以刚体定轴转动为例，设一刚体绕定轴以角速度转动，若它对该轴的转动惯量为，则可推导出转动的动能为

当刚体做平面平行运动时，其运动可分解为质心的平动和绕质心的转动，根据柯尼希定理，此时刚体的总动能等于质心平动的动能加上相对于质心系转动的动能，前者即 ，而后者可写为刚体定轴转动的形式 ，所以总动能为

如果物体运动很快，速度接近光速，那么根据狭义相对论的结论，物体的质量会大于静止质量{0}$ ，且此时物体的动能等于质量的增加量乘以光速的平方，即

而，所以也可以写为

事实上，在的条件下，将此式做泰勒级数展开并忽略高次项可得

也就是此前推导的牛顿力学动能公式。

一个物体的质量与速度的乘积称为动量，用符号表示，即

它是一个方向与速度相同的矢量。

在牛顿经典力学中，动量和动能的表达式可推导出动量的大小与动能的关系，即

若物体的速度接近光速，则需要用狭义相对论的结论，由能量动量关系有

而，故两式联立消去可得到

或者，也可以表示为

物体动能的变化与力对物体做的功密切相关。一个质量为的物体（视为质点）在外力的作用下运动，由牛顿第二定律有

那么当发生位移时，外力做的功为

对运动过程两边积分得到

左端是在此过程中力做的功，右端是该物体动能的变化量。这个关系表明，力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化，这个结论叫做动能定理。

动能定理指出，做功是物体动能改变的原因。在某些动力学问题中，使用动能定理求解可能比使用牛顿运动定律更简便，因为它只关注物体运动的始末状态，而不涉及过程中的加速度和时间。

在军事领域，各种武器装备往往要利用动能，其中典型的是动能武器。

动能武器是指一类能够发射超高速弹头，利用弹头的动能直接撞毁目标的武器。所谓超高速，通常是指5倍音速（340 m/s）以上的速度。由于弹头的速度极高，人们把它形象地称为“太空神箭”。按照动能的来源不同，动能武器可以分为多种。

电磁炮是一种新型的动能武器，它利用电磁力沿导轨发射炮弹，相对于普通火炮有很多独特的优势。一是射速快、动能大，电磁炮突破了普通火炮发射速度的极限，弹头具有的动能可达同质量炮弹的几十倍甚至上百倍，一旦命中摧毁目标的概率非常大；二是隐蔽性好，电磁炮射击时没有火焰和震耳欲聋的炮声，无论白天还是晚上都难以被对方发现；三是射程可调，只需要调节控制加速器的能量即可改变射程，简便易行且精度高。电磁炮以其独特的优势在军事上具有不可估量的发展前景，且随着电磁发射技术的发展，今后的电磁炮还可用于发射无人机、卫星甚至航天器等。

反卫星、反导弹动能拦截弹，基本上利用的是现成的导弹技术。它利用火箭发动机加速弹头，利用弹头的动能直接撞毁敌方的卫星或是来袭的导弹，是未来星战武器中的重要成员。例如，在海湾战争中，美国使用的“爱国者”地空导弹就属于反导弹动能拦截弹，可用于拦截低、中、高空进攻的巡航导弹和进程弹道导弹等。

在电网等能源领域常常需要储存大量的能量，一种利用动能储能的技术就是飞轮储能。

飞轮储能是一种新型高效的机械储能技术，它将电能转化为飞轮旋转的动能加以储存，具有瞬时功率大、充放电快、使用寿命长、维护简单等优势，尤其适合需要短时大功率输出且充放电频繁的场合，具有广阔的应用前景。

飞轮储能装置是一个机电系统，主要由电机、轴承、电力电子变换器、飞轮转子和外壳等构成。充电时，输入的电能用于驱动转动惯量很大的飞轮在真空室中旋转起来，电能转化为动能；需要放电时，电动机变成发电机，飞轮的动能转化为电能释放出来，可以获得很大的瞬时输出功率。

我国自主研制的复兴号CR400系列动车组最高运营速度已达到350km/h，疾驰的列车也携带着巨大的动能。以一列16辆编组的CR400AF-A型动车组为例，其总质量约为900t，当以350km/h的速度行驶时，具有的动能为

这大约相当于1182度电的能量。当列车到站需要停车时，若采用摩擦的方式进行制动，不仅会浪费这巨大的能源，还会对制动装置带来严重的机械磨损。事实上，无论是地铁、铁路中的电力机车、动车组，还是公路上的电动汽车，通常都支持一种新的制动方式——再生制动。

再生制动指的是通过将牵引电机由电动机转变为发电机，使车辆的机械能转化为电能，并将这部分电能再反馈到电网或蓄电池中供给其它车辆或自身再使用，同时迫使车辆减速的制动方式。显然，再生制动既提高能源利用率，又减少环境污染，是一种理想的制动方式，对于节约电能、延长电动汽车续航里程具有重要意义。