功能關(guān)系:功和能的關(guān)系詳細(xì)總結(jié)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

功能關(guān)系:功和能的關(guān)系:功是能量轉(zhuǎn)化的量度。有兩層含義:(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,(2)做功的多少?zèng)Q定了能轉(zhuǎn)化的數(shù)量,即:功是能量轉(zhuǎn)化的量度強(qiáng)調(diào):功是一種過程量,它和一段位移(一段時(shí)間)相對(duì)應(yīng);而能是一種狀態(tài)量,它與一個(gè)時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。兩者的單位是相同的(都是J),但不能說功就是能,也不能說“功變成了能”。

做功的過程是物體能量的轉(zhuǎn)化過程,做了多少功,就有多少能量發(fā)生了變化,功是能量轉(zhuǎn)化的量度.(1)動(dòng)能定理合外力對(duì)物體做的總功等于物體動(dòng)能的增量.即(2)與勢(shì)能相關(guān)力做功導(dǎo)致與之相關(guān)的勢(shì)能變化重力重力做正功,重力勢(shì)能減少;重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加.重力對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值.即WG=EP1—EP2= —ΔEP彈簧彈力彈力做正功,彈性勢(shì)能減少;彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加.彈力對(duì)物體所做的功等于物體彈性勢(shì)能增量的負(fù)值.即W彈力=EP1—EP2= —ΔEP分子力分子力對(duì)分子所做的功=分子勢(shì)能增量的負(fù)值電場(chǎng)力電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少;電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加。注意:電荷的正負(fù)及移動(dòng)方向電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功=電荷電勢(shì)能增量的負(fù)值(3)機(jī)械能變化原因除重力(彈簧彈力)以外的的其它力對(duì)物體所做的功=物體機(jī)械能的增量即WF=E2—E1=ΔE當(dāng)除重力(或彈簧彈力)以外的力對(duì)物體所做的功為零時(shí),即機(jī)械能守恒(4)機(jī)械能守恒定律在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內(nèi),動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變.即 EK2+EP2= EK1+EP1,或 ΔEK= —ΔEP(5)靜摩擦力做功的特點(diǎn)(1)靜摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;(2)在靜摩擦力做功的過程中,只有機(jī)械能的互相轉(zhuǎn)移,而沒有機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,靜摩擦力只起著傳遞機(jī)械能的作用;(3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對(duì)靜摩擦力對(duì)系統(tǒng)所做功的和總是等于零.(6)滑動(dòng)摩擦力做功特點(diǎn)“摩擦所產(chǎn)生的熱”(1)滑動(dòng)摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;=滑動(dòng)摩擦力跟物體間相對(duì)路程的乘積,即一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的功(2)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)所做功的和總表現(xiàn)為負(fù)功,其大小為:W= —fS相對(duì)=Q 對(duì)系統(tǒng)做功的過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,(S相對(duì)為相互摩擦的物體間的相對(duì)位移;若相對(duì)運(yùn)動(dòng)有往復(fù)性,則S相對(duì)為相對(duì)運(yùn)動(dòng)的路程)(7)一對(duì)作用力與反作用力做功的特點(diǎn)(1)作用力做正功時(shí),反作用力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;作用力做負(fù)功、不做功時(shí),反作用力亦同樣如此.(2)一對(duì)作用力與反作用力對(duì)系統(tǒng)所做功的總和可以是正功,也可以是負(fù)功,還可以零.(8)熱學(xué)外界對(duì)氣體做功外界對(duì)氣體所做的功W與氣體從外界所吸收的熱量Q的和=氣體內(nèi)能的變化W+Q=△U (熱力學(xué)第一定律,能的轉(zhuǎn)化守恒定律)(9)電場(chǎng)力做功W=qu=qEd=F電SE(與路徑無(wú)關(guān))(10)電流做功(1)在純電阻電路中(電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率)(2) 在電解槽電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率+轉(zhuǎn)化為能的的功率(3) 在電動(dòng)機(jī)電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率與輸出的機(jī)械功率之和P電源t =uIt= +E其它;W=IUt >(11)安培力做功安培力所做的功對(duì)應(yīng)著電能與其它形式的能的相互轉(zhuǎn)化,即W安=△E電,安培力做正功,對(duì)應(yīng)著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(如電動(dòng)機(jī)模型);克服安培力做功,對(duì)應(yīng)著其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能(如發(fā)電機(jī)模型);且安培力作功的絕對(duì)值,等于電能轉(zhuǎn)化的量值, W=F安d=BILd內(nèi)能(發(fā)熱)(12)洛侖茲力永不做功洛侖茲力只改變速度的方向(13)光學(xué)光子的能量: E光子=hγ;一束光能量E光=N×hγ(N指光子數(shù)目)在光電效應(yīng)中,光子的能量hγ=W+(14)原子原子輻射光子的能量hγ=E初—E末,原子吸收光子的能量hγ= E末—E初愛因斯坦質(zhì)能方程:E=mc2(15)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律對(duì)于所有參與相互作用的物體所組成的系統(tǒng),其中每一個(gè)物體的能量的數(shù)值及形式都可能發(fā)生變化,但系統(tǒng)內(nèi)所有物體的各種形式能量的總合保持不變

功和能的關(guān)系貫穿整個(gè)物理學(xué)。現(xiàn)歸類整理如下:常見力做功與對(duì)應(yīng)能的關(guān)系

常見的幾種力做功能量關(guān)系數(shù)量關(guān)系式力的種類做功的正負(fù)對(duì)應(yīng)的能量變化情況①重力mg+重力勢(shì)能EP減小mgh=–&Delta 高中化學(xué);EP–增加②彈簧的彈力kx+彈性勢(shì)能E彈性減小W彈=–ΔE彈性–增加③分子力F分子+分子勢(shì)能E分子減小W分子力=–ΔE分子–增加④電場(chǎng)力Eq+電勢(shì)能E電勢(shì)減小qU =–ΔE電勢(shì)–增加⑤滑動(dòng)摩擦力f–內(nèi)能Q增加fs相對(duì)= Q⑥感應(yīng)電流的安培力F安培–電能E電增加W安培力=ΔE電⑦合力F合+動(dòng)能Ek增加W合=ΔEk–減、嘀亓σ酝獾牧+機(jī)械能E機(jī)械增加WF=ΔE機(jī)械



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