第十一章 功和机械能

一、功

1、做功的含义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在这个力的方向上移动的距离。不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

2、功的计算：作用在物体上力越大，使物体移动的距离越大，这个力的成效越显著，说明力所做的功越多。物理学中把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功： 功=力×力的方向上移动的距离

用公式表示：W=FS，符号的意义及单位：W——功——焦耳(J)

F——力——牛顿(N) S——距离——米(m)

功的单位：焦耳(J)，1J=1N·m。

注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力F的方向上通过的距离，必

须与F对应。③功的单位“焦”(牛·米=焦)，不要和力和力臂的乘积(牛·米，不能写成“焦”)单位搞混。

3、功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 说明：①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。②功的原理告诉我们，使用机械要省力必须费

距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、或者可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械：使用机械时人们所做的功(FS)=不用机械时对重物所做的功(Gh)。

二、功率

1、定义：功与做功所用时间之比。 2、物理意义：表示做功快慢的物理量。 3、定义公式：P=

t

W

使用该公式解题时，功W的单位：焦(J)，时间t的单位：秒(s)，功率P的单位：瓦(W)。 4、单位：主单位： W ，常用单位 kW，它们间的换算关系是：1kW=103W

5、推导公式：P =Fυ;公式中P表示功率，F表示作用在物体上的力，υ表示物体在力F的方向上运动的速度。使用该公式解题时，功率P的单位：瓦(W)，力F的单位：牛(N)，速度υ的单位：米/秒(m/s)。

三、动能和势能

1、能量：物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。

理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。 ②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。

2、动能 ①定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。 ②决定动能大小的因素：

动能的大小与质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大;运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。

3、重力势能 ①物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。

②决定重力势能大小的因素: 重力势能的大小与物体的质量和物体被举起的高度有关。

高度相同的物体，物体的质量越大，重力势能越大;质量相同的物体，物体的高度越高，重力势能越大。 4、、弹性势能

物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。 四、机械能及其转化

1：机械能：动能和势能的统称。(机械能=动能+势能)单位是：J 动能和势能之间可以互相转化的。

方式有：动能和重力势能之间可相互转化;动能和弹性势能之间可相互转化。 2：机械能守恒：只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持不变。

人造地球卫星绕地球转动，机械能守恒;近地点动能最大，重力势能最小;远地点重力势能最大，动能最小。近地点向远地点运动，动能转化为重力势能。