《功与机械能》功与机械能

功

1、功

如果对物体用了力，使物体沿力的方向移动了一段距离，我们就说这个力对物体作了机械功，简称功。

2、功的要素

（1）必须有力作用在物体上，（注意：惯性使物体运动，物体本身并不是受力而运动）

（2）物体必须沿力的方向上通过了距离。

3、功的计算

等于作用力跟物体沿力的方向通过距离的乘积。

W=FS

F表示力，单位：牛(N)。

S表示距离，单位：米（m）

W表示功，功的单位就是牛·米。叫作焦耳。即：1J=1N·m。

功率

1、功率

单位时间内完成功的多少叫做功率。

功率是表示做功快慢的物理量，它等于物体在单位时间内所作的功，如果功的单位用J，时间的单位用s功率的单位就是瓦特（或W）。

2、功率的计算：P=W/t，W表示功，单位是焦（J）.t表示时间，单位是秒（s）P表示功率，单位是瓦特（W）1W=1J/s。

关于功率的推导运算：

∵P=W/t，W=Fs，

F指力，s指移动的距离，t指时间，

∴P==F·s/t

又∵v=s/t，∴P=F·v

机械效率

1、有用功：在使用机械时，机械对物体所作的功是有用的，是必须做的，这部分功叫有用功。用W_有用表示。

2、额外功：在使用机械时，不可避免地要对机械本身做功和克服摩擦力做功，这部分功叫额外功。用W_额外表示。

3、总功：有用功与额外功的总和。用W_总表示。即：W_总=W_有用+W_额外

4、机械效率：有用功跟总功的比值，用η表示。即：η=W_有用/W_总，机械效率一般用百分数表示。

5、有用功是总功的一部分，且额外功总是客观存在的，则有W_有用<W_总，因此η总是小于1，这也表明：使用任何机械都不能省功。

动能、势能和机械能

1、物体能对外做功，我们就说这个物体就具有能。物体能够做的功越多，它具有的能就越多。

2、动能：物体由于运动而具有的能叫动能。物体的速度越大，质量越大，具有的动能就越多。

3、重力势能：受到重力的物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。物体质量越大，位置越高，具有的重力势能就越多。

4、弹性势能：具有弹性的物体由于发生形变而具有的能叫做弹性势能。同一弹性物体形变越大，具有的弹性势能就越多。

5、机械能：动能和势能统称为机械能。机械能的单位是：焦耳。

6、物体的动能和势能是可以相互转化。在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变。

7、自然界中可供人类大量利用的机械能有风能和水能。

内能

1、扩散：两种不同物质自发地彼此进入对方的现象，叫做扩散。扩散现象说明分子是运动的。

2、分子动能：分子由于运动而具有的能叫做分子动能。物体的温度越高，分子运动越剧烈，分子动能越大。

3、组成物质的分子之间，引力和斥力同时存在。

4、分子势能：分子由于它们之间存在着相互作用力而具有的能，叫做分子势能。

5、分子运动论的内容是：

（1）物质由分子组成；

（2）一切物体的分子都永不停息地做无规则运动。

（3）分子间存在相互作用的引力和斥力。

6、内能：物体内所有分子的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。

7、物体的内能与温度有关：物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大。

8、改变物体内能的两种方法：做功和热传递。这两种方法对改变物体的内能是等效的。外界对物体做功，或物体从外界吸收热量，物体的内能增加。

能量的转化

1、机械能：动能和势能统称为机械能。

（1）有动能的物体具有机械能；

（2）有势能的物体具有机械能；

（3）同时具有动能和势能的物体具有机械能。

2、动能和重力势能间的转化规律：

（1）质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；

（2）质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；

3、动能与弹性势能间的转化规律：

（1）如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；

（2）如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

4、动能与势能转化问题的分析

（1）首先分析决定动能大小、重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化——质量，速度，高度，弹性形变

（2）机械能守恒：如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。

（3）人造地球卫星的运人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。

（4）滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，最低点速度最大，动能最大，最高点重力势能最大，动能最小，下降过程反之。

考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。

（5）题目中如果有“在光滑斜面上滑动”，“光滑”表示不计摩擦，没有能量损失，此时机械能守恒。