高考助力高中物理知识点整合功能关系功和能的关系详细总结

高考助力高中物理知识点整合功能关系功和能的关系详细总结

功能关系：功和能的关系详细总结 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 W合=ΔEk ‎  ‎ ‎+  ‎ ‎  ‎ 增加  ‎ ‎  ‎ ‎–  ‎ 减小  ‎ ‎⑧重力以外的力F  ‎ ‎+  ‎ 机械能E机械  ‎ 增加  ‎ WF=ΔE机械  ‎ ‎–  ‎ 减小  ‎