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什么是能量转化

2022.3.01

功是能量转化的量度。物体做功的过程是能量转化的过程,如起重机把重物吊起,对重物做功的过程就是电能转化为机械能的过程。你把一个物体从一楼提到三楼,对物体做功,你身体中的化学能消耗一部分转化为物体的机械能。
1.
功的概念:
(1)定义:物体受到力的作用,并在力的方向上发生一段位移,就说力对物体做了功。
(2)公式:

是F与S的夹角)
(3)功是标量,没有方向,但有正负。
2.
功率
(1)定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫功率,功率是表征物体做功快慢的物理量。
(2)功率是标量
关于功的几点说明:

作用力与反作用力的功:作用力与反作用力同时存在,作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做负功。不要认为作用力与反作用力大小相等,方向相反,就一定是作用力,反作用力的功数值相等,一正一负。

总功:总功等于合外力的功或总功等于各力做功的代数和。
3.
动能定理
(1)动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
标量
动能是状态量,也是相对量,因为v是瞬时速度且与参照系的选择有关。
(2)动能定理:合外力所做的功等于物体动能的变化。
(3)对动能定理的理解

动能定理的计算式是标量式,v和S是相对同一参考系的式中只涉及动能和功,无其他能。

动能定理的研究对象是单一物体,或是可以看成单一物体的物体系。

动能定理适用于物体的直线运动,也适用于曲线运动,适用于恒力做功,也适用于变力做功。力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分段作用。
只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。
以上分析都是动能定理解题的优越性所在。
4.
功能关系
(1)能及其本性质
(2)功和能的关系
做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生了转化,所以功是能量转化的量度。
(3)常用的几种功能关系
5.
机械能守恒定律
(1)机械能:物体动能和势能统称为机械能
(2)重力势能:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量叫重力势能
*
重力做正功,重力势能减小,重力做负功,重力势能增加即重力做功等于势能增量的负值。
(3)弹性势能:由于发生弹性形变而具有的能。
6.
机械能守恒定律
(1)在只有重力(或系统内弹力)做功的情形下,物体的重力势能(或弹性势能)和动能之间发生相互转化,但总的机械能保持不变。
(2)机械能守恒的条件
只有重力做功机械能守恒(对物体来说)
对于系统来说,外力中只有重力做功,内力中内力做功代数和为零,则系统的机械能守恒。
*
我们还可以用做功来判断,或用能量转化来判定机械能守恒。
四.
规律与技巧
1.
机车的两种特殊运动
(1)以恒定功率起动
(2)以恒定的牵引力起动
2.
功能关系的几种表达方式
3.
摩擦力做功与能量转化
4.
机械能守恒条件与动量守恒条件的比较
5.
应用机械能守恒定律的基本思路

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