高中物理知識點之功與能

　　功能關(guān)系 機械能守恒定律

　　本章內(nèi)容是中學物理核心內(nèi)容之一，是高考考查的重點章節(jié)。功、功率、動能、勢能等概念的考查，常以選擇題型考查。動能定理的綜合應用，可能結(jié)合電場知識考查。功能關(guān)系、機械能守恒定律的應用，往往以非選擇題的形式出現(xiàn)，常綜合牛頓運動定律、動量守恒定律、圓周運動知識、電磁學等內(nèi)容。特點是綜合性強，難度大。本部分的知識與生產(chǎn)、生活、科技相結(jié)合考查。

　　動能定理是一條適用范圍很廣的物理規(guī)律，解題的優(yōu)越性很多，相對于動量定理而言，它是比較容易接受的，根本原因在于它省去了矢量式的很多麻煩。在應用動能定理的同時，還要結(jié)合牛頓運動定律，以功是能量變化的量度為依據(jù)。

　　解題范例：

　　例題1一帶電油滴在勻強電場E中的運動軌跡如下圖中虛線所示，電場方向豎直向下。若不計空氣阻力，則此帶電油滴從A運動到B的過程中，能量是怎樣變化的？

　　解析：

　　一、受力分析：油滴應該考慮重力（豎直向下），若帶正電受電場力也向下不可能有這樣的運動軌跡，所以此油滴帶負電，所受電場力向上。且要有這樣的運動軌跡電場力要比重力大。

　　二、做功分析：重力做負功重力勢能增加、電場力做正功電勢能減小，電場力與重力的合力向上做正功動能增加。進一步總結(jié)：減少的電勢能轉(zhuǎn)化為增加的重力勢能和增加的動能。

　　點評：

　　本題考點：功能關(guān)系

　　思路分析：受力分析然后做功分析再找出功與能量的關(guān)系

　　功與能之間相互關(guān)系

　　文章摘要：功與能聯(lián)系緊密，只要是出現(xiàn)功那么必定會有能的出現(xiàn)。兩者形影不離，做功是能量傳遞的一種基本方式，而且是最長見方式。

　　（一）能的轉(zhuǎn)化和守恒定律

　　1、內(nèi)容：能量即不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體。

　　2、表達式:ΔE減=ΔE增

　　3、應用能量守恒列式的兩條基本思路 。

　�、倌撤N形式的能減小，一定存在其他形式的能增加，且減小量和增加量一定相等。

　�、谀硞�物體的能量減小，一定存在其他物體的能量增加，且減小量和增加量一定相等。

　　（二）功能關(guān)系:

　　1、功是能量轉(zhuǎn)化的量度,即"做了多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化"，其實質(zhì)上是"能的轉(zhuǎn)化與守恒定律"的'另一種表述。

　　注意：功是一個過程量，它和一段位移（一段時間）相對應。然而，能是一種狀態(tài)量，它和一個時間相對應。兩者的單位相同都是焦耳，但是不能說功就是能，也不能說能就是功。

　　2、用功能關(guān)系分析一些實際問題。

　　用功能關(guān)系分析物理問題應該注意關(guān)鍵是分析清楚系統(tǒng)中有多少種形式的能，發(fā)生了那些轉(zhuǎn)化和移動過程，再利用始末狀態(tài)總能量守恒關(guān)系分析求解。能量守恒表示形式通常可用兩種形式表示：E初=E末，E增=E減。

　　（三）摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系

　　1、靜摩擦力做功的過程，只有機械能的相互轉(zhuǎn)移（靜摩擦力起著傳遞機械能的作用），而沒有內(nèi)容產(chǎn)生。

　　2、滑動摩擦力做功的過程中，能量的轉(zhuǎn)化有兩個方向：一是相互摩擦的物體間機械能的轉(zhuǎn)移，二是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化內(nèi)能的量值等于機械能的減小量。

　　高考物理考點分類解析：機械能

　　1.功

　�。�1）功的定義：力和作用在力的方向上通過的位移的乘積。是描述力對空間積累效應的物理量，是過程量。

　　定義式：W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用點位移（對地），θ是力與位移間的夾角。

　　（2）功的大小的計算方法：

　�、俸懔Φ墓�可根據(jù)W=F·S·cosθ進行計算，本公式只適用于恒力做功。②根據(jù)W=P·t，計算一段時間內(nèi)平均做功。③利用動能定理計算力的功，特別是變力所做的功。④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功。

　�。�3）摩擦力、空氣阻力做功的計算：功的大小等于力和路程的乘積。

　　發(fā)生相對運動的兩物體的這一對相互摩擦力做的總功：W=fd（d是兩物體間的相對路程），且W=Q（摩擦生熱）

　　2.功率

　�。�1）功率的概念：功率是表示力做功快慢的物理量，是標量。求功率時一定要分清是求哪個力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時功率。

　�。�2）功率的計算

　�、倨骄�功率：P=W/t（定義式）表示時間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用。

　�、谒矔r功率：P=F·v·cosα P和v分別表示t時刻的功率和速度，α為兩者間的夾角。

　�。�3）額定功率與實際功率：額定功率:發(fā)動機正常工作時的最大功率。 實際功率:發(fā)動機實際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長時間超過額定功率。

　�。�4）交通工具的啟動問題：通常說的機車的功率或發(fā)動機的功率實際是指其牽引力的功率。

　�、僖院愣üβ蔖啟動：機車的運動過程是先作加速度減小的加速運動，后以最大速度vm=P/f 作勻速直線運動。

　�、谝院愣�牽引力F啟動：機車先作勻加速運動，當功率增大到額定功率時速度為v1=P/F，而后開始作加速度減小的加速運動，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運動。

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