高中物理知识点：功能关系

2016-09-01 10:12:12文/刘楠

高中物理学习中掌握重点知识点是物理学习方法中最有效的一种，物理知识点掌握之后在学习起来会变的轻松很多，下面是高三网小编整理的高中物理知识点之功能关系的相关知识，希望对高中生的物理学习有帮助。

高中物理知识点：功能关系

高中物理功能关系知识点如下

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．
(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W_G=E_P₁—E_P₂= —ΔE_P
	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=E_P₁—E_P₂= —ΔE_P
	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W_F=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 E_K₂+E_P₂ = E_K₁+E_P₁，或 ΔE_K = —ΔE_P
(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S_E(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

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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E_P	减小	mgh=–ΔE_P
	–		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E_k	增加	W_合=ΔE_k
	–		减小
⑧重力以外的力F	+	机械能E_机械	增加	W_F=ΔE_机械
	–		减小