高中物理知識(shí)點(diǎn)之功與能
功能關(guān)系 機(jī)械能守恒定律
本章內(nèi)容是中學(xué)物理核心內(nèi)容之一，是高考考查的重點(diǎn)章節(jié)。功、功率、動(dòng)能、勢(shì)能等概念的考查，常以選擇題型考查。動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用，可能結(jié)合電場(chǎng)知識(shí)考查。功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用，往往以非選擇題的形式出現(xiàn)，常綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)、電磁學(xué)等內(nèi)容。特點(diǎn)是綜合性強(qiáng)，難度大。本部分的知識(shí)與生產(chǎn)、生活、科技相結(jié)合考查。
動(dòng)能定理是一條適用范圍很廣的物理規(guī)律，解題的優(yōu)越性很多，相對(duì)于動(dòng)量定理而言，它是比較容易接受的，根本原因在于它省去了矢量式的很多麻煩。在應(yīng)用動(dòng)能定理的同時(shí)，還要結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律，以功是能量變化的量度為依據(jù)。
解題范例：
例題1一帶電油滴在勻強(qiáng)電場(chǎng)E中的運(yùn)動(dòng)軌跡如下圖中虛線所示，電場(chǎng)方向豎直向下。若不計(jì)空氣阻力，則此帶電油滴從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，能量是怎樣變化的？
解析：
一、受力分析：油滴應(yīng)該考慮重力（豎直向下），若帶正電受電場(chǎng)力也向下不可能有這樣的運(yùn)動(dòng)軌跡，所以此油滴帶負(fù)電，所受電場(chǎng)力向上。且要有這樣的運(yùn)動(dòng)軌跡電場(chǎng)力要比重力大。
二、做功分析：重力做負(fù)功重力勢(shì)能增加、電場(chǎng)力做正功電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力與重力的合力向上做正功動(dòng)能增加。進(jìn)一步總結(jié)：減少的電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為增加的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能。
點(diǎn)評(píng)：
本題考點(diǎn)：功能關(guān)系
思路分析：受力分析然后做功分析再找出功與能量的關(guān)系
功與能之間相互關(guān)系
文章摘要：功與能聯(lián)系緊密，只要是出現(xiàn)功那么必定會(huì)有能的出現(xiàn)。兩者形影不離，做功是能量傳遞的一種基本方式，而且是最長(zhǎng)見方式。
（一）能的轉(zhuǎn)化和守恒定律
1、內(nèi)容：能量即不能憑空產(chǎn)生，也不能憑空消失，它只能從一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。
2、表達(dá)式:ΔE減=ΔE增
3、應(yīng)用能量守恒列式的兩條基本思路 。
①某種形式的能減小，一定存在其他形式的能增加，且減小量和增加量一定相等。
�、谀硞�(gè)物體的能量減小，一定存在其他物體的能量增加，且減小量和增加量一定相等。
（二）功能關(guān)系:
1、功是能量轉(zhuǎn)化的量度,即"做了多少功就有多少能量轉(zhuǎn)化"，其實(shí)質(zhì)上是"能的轉(zhuǎn)化與守恒定律"的'另一種表述。
注意：功是一個(gè)過程量，它和一段位移（一段時(shí)間）相對(duì)應(yīng)。然而，能是一種狀態(tài)量，它和一個(gè)時(shí)間相對(duì)應(yīng)。兩者的單位相同都是焦耳，但是不能說功就是能，也不能說能就是功。
2、用功能關(guān)系分析一些實(shí)際問題。
用功能關(guān)系分析物理問題應(yīng)該注意關(guān)鍵是分析清楚系統(tǒng)中有多少種形式的能，發(fā)生了那些轉(zhuǎn)化和移動(dòng)過程，再利用始末狀態(tài)總能量守恒關(guān)系分析求解。能量守恒表示形式通常可用兩種形式表示：E初=E末，E增=E減。
（三）摩擦力做功與產(chǎn)生內(nèi)能的關(guān)系
1、靜摩擦力做功的過程，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移（靜摩擦力起著傳遞機(jī)械能的作用），而沒有內(nèi)容產(chǎn)生。
2、滑動(dòng)摩擦力做功的過程中，能量的轉(zhuǎn)化有兩個(gè)方向：一是相互摩擦的物體間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，二是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化內(nèi)能的量值等于機(jī)械能的減小量。
高考物理考點(diǎn)分類解析：機(jī)械能
1.功
（1）功的定義：力和作用在力的方向上通過的位移的乘積。是描述力對(duì)空間積累效應(yīng)的物理量，是過程量。
定義式：W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用點(diǎn)位移（對(duì)地），θ是力與位移間的夾角。
�。�2）功的大小的計(jì)算方法：
�、俸懔Φ墓筛鶕�(jù)W=F·S·cosθ進(jìn)行計(jì)算，本公式只適用于恒力做功。②根據(jù)W=P·t，計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功。③利用動(dòng)能定理計(jì)算力的功，特別是變力所做的功。④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功。
�。�3）摩擦力、空氣阻力做功的計(jì)算：功的大小等于力和路程的乘積。
發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體的這一對(duì)相互摩擦力做的總功：W=fd（d是兩物體間的相對(duì)路程），且W=Q（摩擦生熱）
2.功率
�。�1）功率的概念：功率是表示力做功快慢的物理量，是標(biāo)量。求功率時(shí)一定要分清是求哪個(gè)力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率。
�。�2）功率的計(jì)算
�、倨骄β剩篜=W/t（定義式）表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用。
�、谒矔r(shí)功率：P=F·v·cosα P和v分別表示t時(shí)刻的功率和速度，α為兩者間的夾角。
�。�3）額定功率與實(shí)際功率：額定功率:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率。 實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長(zhǎng)時(shí)間超過額定功率。
�。�4）交通工具的啟動(dòng)問題：通常說的機(jī)車的功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率實(shí)際是指其牽引力的功率。
①以恒定功率P啟動(dòng)：機(jī)車的運(yùn)動(dòng)過程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后以最大速度vm=P/f 作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
②以恒定牽引力F啟動(dòng)：機(jī)車先作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F，而后開始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
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