物理功能关系.doc

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1、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

2、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

3、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

4、)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

5、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+

6、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) 洛仑兹力只改变速度的方向 (12)洛仑兹力永不做功 (13)光学 光子的能量:

7、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

8、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EkW合