功能关系:功和能的关系详细总结
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春燕2
物理答案
功和能⑴能是物体运动状态决定的物理量,即状态量;而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量,是过程量、两者有着本质的区别。以下是学习啦小编整理了高中物理摩擦力知识归纳,供大家参考学习!
功能关系:功和能的关系:功是能量转化的量度。有两层含义:
(1)做功的过程就是能量转化的过程,(2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度
强调:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”。
功和能的关系贯穿整个物理学。现归类整理如下:常见力做功与对应能的关系
功能关系:功和能的关系:功是能量转化的量度。有两层含义:
(1)做功的过程就是能量转化的过程,(2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度
强调:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”。
做功的过程是物体能量的转化过程,做了多少功,就有多少能量发生了变化,功是能量转化的量度. | ||
(1)动能定理 | 合外力对物体做的总功等于物体动能的增量.即 | |
(2)与势能相关力做功导致与之相关的势能变化 | 重力 | 重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加.重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值.即WG=EP1—EP2= —ΔEP |
弹簧弹力 | 弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加. 弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值.即W弹力=EP1—EP2= —ΔEP | |
分子力 | 分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值 | |
电场力 | 电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。注意:电荷的正负及移动方向 电场力对电荷所做的功=电荷电势能增量的负值 | |
(3)机械能变化原因 | 除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即WF=E2—E1=ΔE 当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时,即机械能守恒 | |
(4)机械能守恒定律 | 在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内,动能和势能可以互相转化,但机械能的总量保持不变.即 EK2+EP2 = EK1+EP1, 或 ΔEK = —ΔEP | |
(5)静摩擦力做功的特点 | (1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功; (2)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的互相转移,而没有机械能与其他形式的能的转化,静摩擦力只起着传递机械能的作用; (3)相互摩擦的系统内,一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零. | |
(6)滑动摩擦力做功特点 “摩擦所产生的热” | (1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功; =滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积,即一对滑动摩擦力所做的功 (2)相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功, 其大小为:W= —fS相对=Q 对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能, (S相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S相对为相对运动的路程) | |
(7)一对作用力与反作用力做功的特点 | (1)作用力做正功时,反作用力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;作用力做负功、不做功时,反作用力亦同样如此. (2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零. | |
(8)热学 外界对气体做功 | 外界对气体所做的功W与气体从外界所吸收的热量Q的和=气体内能的变化W+Q=△U (热力学第一定律,能的转化守恒定律) | |
(9)电场力做功 | W=qu=qEd=F电SE (与路径无关) | |
(10)电流做功 | (1)在纯电阻电路中 (电流所做的功率=电阻发热功率) (2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+转化为化学能的的功率 (3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和 P电源t =uIt= +E其它;W=IUt > | |
(11)安培力做功 | 安培力所做的功对应着电能与其它形式的能的相互转化,即W安=△E电, 安培力做正功,对应着电能转化为其他形式的能(如电动机模型); 克服安培力做功,对应着其它形式的能转化为电能(如发电机模型); 且安培力作功的绝对值,等于电能转化的量值, W=F安d=BILd 内能(发热) | |
(12)洛仑兹力永不做功 | 洛仑兹力只改变速度的方向 | |
(13)光学 | 光子的能量: E光子=hγ;一束光能量E光=N×hγ(N指光子数目) 在光电效应中,光子的能量hγ=W+ | |
(14)原子物理 | 原子辐射光子的能量hγ=E初—E末,原子吸收光子的能量hγ= E末—E初 爱因斯坦质能方程:E=mc2 | |
(15)能量转化和守恒定律 | 对于所有参与相互作用的物体所组成的系统,其中每一个物体的能量的数值及形式都可能发生变化,但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变 |
功和能的关系贯穿整个物理学。现归类整理如下:常见力做功与对应能的关系
常见的几种力做功 | 能量关系 | 数量关系式 | ||
力的种类 | 做功的正负 | 对应的能量 | 变化情况 | |
①重力mg | + | 重力势能EP | 减小 | mgh=–ΔEP |
– | 增加 | |||
②弹簧的弹力kx | + | 弹性势能E弹性 | 减小 | W弹=–ΔE弹性 |
– | 增加 | |||
③分子力F分子 | + | 分子势能E分子 | 减小 | W分子力=–ΔE分子 |
– | 增加 | |||
④电场力Eq | + | 电势能E电势 | 减小 | qU =–ΔE电势 |
– | 增加 | |||
⑤滑动摩擦力f | – | 内能Q | 增加 | fs相对= Q |
⑥感应电流的安培力F安培 | – | 电能E电 | 增加 | W安培力=ΔE电 |
⑦合力F合 | + | 动能Ek | 增加 | W合=ΔEk |
– | 减小 | |||
⑧重力以外的力F | + | 机械能E机械 | 增加 | WF=ΔE机械 |