高中物理知识点之功与能

　　 功能关系 机械能守恒定律

　　本章内容是中学物理核心内容之一，是高考考查的重点章节。功、功率、动能、势能等概念的考查，常以选择题型考查。动能定理的综合应用，可能结合电场知识考查。功能关系、机械能守恒定律的应用，往往以非选择题的形式出现，常综合牛顿运动定律、动量守恒定律、圆周运动知识、电磁学等内容。特点是综合性强，难度大。本部分的知识与生产、生活、科技相结合考查。

　　动能定理是一条适用范围很广的物理规律，解题的优越性很多，相对于动量定理而言，它是比较容易接受的，根本原因在于它省去了矢量式的很多麻烦。在应用动能定理的同时，还要结合牛顿运动定律，以功是能量变化的量度为依据。

　　 解题范例：

　　 例题1 一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如下图中虚线所示，电场方向竖直向下。若不计空气阻力，则此带电油滴从A运动到B的过程中，能量是怎样变化的？

　　 解析：

　　 一、受力分析 ：油滴应该考虑重力（竖直向下），若带正电受电场力也向下不可能有这样的运动轨迹，所以此油滴带负电，所受电场力向上。且要有这样的运动轨迹电场力要比重力大。

　　 二、做功分析 ：重力做负功重力势能增加、电场力做正功电势能减小，电场力与重力的合力向上做正功动能增加。进一步总结：减少的电势能转化为增加的重力势能和增加的动能。

　　 点评：

　　本题考点：功能关系

　　思路分析：受力分析然后做功分析再找出功与能量的关系

　　 功与能之间相互关系

　　 文章摘要： 功与能联系紧密，只要是出现功那么必定会有能的出现。两者形影不离，做功是能量传递的一种基本方式，而且是最长见方式。

　　 （一）能的转化和守恒定律

　　1、内容：能量即不能凭空产生，也不能凭空消失，它只能从一种形式的能转化为另一种形式的能，或者从一个物体转移到另一个物体。

　　2、表达式:ΔE减=ΔE增

　　3、应用能量守恒列式的两条基本思路 。

　　①某种形式的能减小，一定存在其他形式的能增加，且减小量和增加量一定相等。

　　②某个物体的能量减小，一定存在其他物体的能量增加，且减小量和增加量一定相等。

　　 （二）功能关系:

　　1、功是能量转化的量度,即"做了多少功就有多少能量转化"，其实质上是"能的转化与守恒定律"的另一种表述。

　　注意：功是一个过程量，它和一段位移（一段时间）相对应。然而，能是一种状态量，它和一个时间相对应。两者的单位相同都是焦耳，但是不能说功就是能，也不能说能就是功。

　　2、用功能关系分析一些实际问题。

　　用功能关系分析物理问题应该注意关键是分析清楚系统中有多少种形式的能，发生了那些转化和移动过程，再利用始末状态总能量守恒关系分析求解。能量守恒表示形式通常可用两种形式表示：E初=E末，E增=E减。

　　 （三）摩擦力做功与产生内能的关系

　　1、静摩擦力做功的过程，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有内容产生。

　　2、滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两个方向：一是相互摩擦的物体间机械能的转移，二是机械能转化为内能，转化内能的量值等于机械能的减小量。

　　 高考物理考点分类解析：机械能

　　 1.功

　　（1）功的定义：力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量。

　　定义式：W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用点位移（对地），θ是力与位移间的夹角。

　　（2）功的大小的计算方法：

　　①恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算，本公式只适用于恒力做功。②根据W=P·t，计算一段时间内平均做功。③利用动能定理计算力的功，特别是变力所做的.功。④根据功是能量转化的量度反过来可求功。

　　（3）摩擦力、空气阻力做功的计算：功的大小等于力和路程的乘积。

　　发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功：W=fd（d是两物体间的相对路程），且W=Q（摩擦生热）

　　 2.功率

　　（1）功率的概念：功率是表示力做功快慢的物理量，是标量。求功率时一定要分清是求哪个力的功率，还要分清是求平均功率还是瞬时功率。

　　（2）功率的计算

　　①平均功率：P=W/t（定义式）表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，都适用。

　　②瞬时功率：P=F·v·cosα P和v分别表示t时刻的功率和速度，α为两者间的夹角。

　　（3）额定功率与实际功率：额定功率:发动机正常工作时的最大功率。 实际功率:发动机实际输出的功率，它可以小于额定功率，但不能长时间超过额定功率。

　　（4）交通工具的启动问题：通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率。

　　①以恒定功率P启动：机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动，后以最大速度vm=P/f 作匀速直线运动。

　　②以恒定牵引力F启动：机车先作匀加速运动，当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F，而后开始作加速度减小的加速运动，最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。



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