高中物理能量与功的关系，一篇文章全搞定！

高中物理能量与功的关系，一篇文章全搞定！

能量是物体“搞事情”的潜力，而功是能量转移的“搬运工”。它们的关系可以用一句话来概括：功是能量变化的量度。

能量：物体“搞事情”的潜力

简单来说，能量就是物体能够做功的“本领”，是描述物体运动状态的一个物理量。它可以有多种形式，像什么动能、势能、内能、电能、化学能等等。能量这东西，看不见摸不着，但是它真实存在，而且可以在不同的形式之间相互转化，就好比“变形金刚”一样。

常见的能量形式：

• 动能：物体由于运动而具有的能量，速度越快，质量越大，动能就越大。例如：奔跑的汽车，飞行的子弹，它们都具有动能。
• 势能：物体由于所处的位置而具有的能量，它分为重力势能和弹性势能。
• 重力势能：物体被举得越高，质量越大，重力势能就越大。比如说：放在高处的石头，它就比放在地上的石头重力势能大。
• 弹性势能：物体发生弹性形变时所具有的能量。比如：被压缩的弹簧，它就具有弹性势能。
• 内能：物体内部所有分子热运动动能和分子势能的总和。比如：一杯热水，它的内能就比一杯冷水大。
• 电能：电场力对电荷做功所表现出的能量。例如：家庭电路中的电能。
• 化学能：物质发生化学反应时释放或吸收的能量。比如：燃烧的木材释放的热能。

功：能量转移的“搬运工”

而功呢，它不是一种能量，而是一种过程量，描述的是能量转移或者转化的过程。通俗点说，功就是力使物体发生位移的过程。做功的过程，就是能量转移或者转化的过程。也就是说，做了多少功，就意味着有多少能量被转移或者转化了。

功的定义：

物理学上，把力（F）和物体在力的方向上发生的位移（s）的乘积，定义为力对物体所做的功，用字母W表示，公式就是：W = F * s * cosθ，其中θ是力F和位移s之间的夹角。

这里要特别注意：

• 力要产生位移才做功：光有力的作用，物体没动，那没做功哦！
• 力的方向和位移方向要一致：如果力的方向和位移方向垂直，那力也不做功。
• 功有正负：力与位移方向相同，做正功，说明能量增加；力与位移方向相反，做负功，说明能量减少。

能量和功的关系：好兄弟，不分家

现在，我们来说说能量和功的关系。它们的关系非常密切，可以用一句话概括：功是能量变化的量度。

具体来说，有以下几种情况：

2. 做正功，能量增加：如果力对物体做正功，那么物体的能量会增加。例如：推箱子，你对箱子做了正功，箱子的动能增加了。
3. 做负功，能量减少：如果力对物体做负功，那么物体的能量会减少。例如：摩擦力使运动的物体减速，摩擦力对物体做了负功，物体的动能减少了。
4. 合外力做功与动能的关系：合外力对物体做的总功等于物体动能的变化量，这被称为动能定理。这个定理非常重要，可以帮我们解决很多力学问题。
5. 重力做功与重力势能的关系：重力对物体做正功，重力势能减少；重力对物体做负功，重力势能增加。

举个“栗子”加深理解

我们举个例子：一个皮球从高处自由落下，在下落过程中，重力对小球做了正功，小球的重力势能转化为动能；当小球撞击地面后，一部分动能转化为地面的内能，还有一部分转化为小球的弹性势能和动能，最后，小球动能减小直至静止。这个过程中，就是能量通过做功不断转移和转化的过程。

总结：

能量是物体“搞事情”的潜力，而功是能量转移的“搬运工”。 它们的关系可以用一句话来概括：功是能量变化的量度。理解了它们之间的关系，就能更好地理解物理世界的各种现象。希望同学们能够多多练习，熟练掌握这部分内容，为以后的物理学习打下坚实的基础！