高中物理功人教版必修2

高中物理功人教版必修2目录CONTENTS功的基本概念与性质恒力作用下的功变力作用下的功摩擦力做功与机械能守恒曲线运动中的功与能转化功率与效率01功的基本概念与性质功是力在空间上的积累效果，即力与物体在力的方向上发生位移的乘积。功的定义功是能量转化的量度，表示力对物体做功的能力，反映了物体在力的作用下能量状态的变化。物理意义功的定义及物理意义标量性功只有大小，没有方向，是标量。矢量性力和位移都是矢量，但功是标量，因为功只考虑力的大小和位移的大小，而不考虑它们的方向。功的标量与矢量性质正功负功零功正功、负功及零功当力与物体位移的方向相同时，力对物体做正功，此时物体的动能增加。当力与物体位移的方向相反时，力对物体做负功，此时物体的动能减少。当力与物体位移的方向垂直时，力对物体不做功，即零功。此时物体的动能不变。02恒力作用下的功恒力作用下物体沿力的方向发生的位移与力的乘积。$W=Fscostheta$，其中$W$为恒力做的功，$F$为恒力的大小，$s$为物体沿力的方向发生的位移，$theta$为力与位移之间的夹角。恒力做功的计算公式计算公式恒力做功的定义在坐标系中，以横轴表示位移，纵轴表示恒力做的功，可以绘制出恒力做功与位移的关系图像。图像表示方法图像是一条直线，斜率等于恒力的大小，截距表示初始条件下的功。图像特点恒力做功的图像表示动能定理合外力对物体做的功等于物体动能的增量。恒力做功与动能变化的关系在只有恒力做功的情况下，恒力做的功等于物体动能的增量。如果恒力做正功，则物体的动能增加；如果恒力做负功，则物体的动能减少。恒力做功与物体动能变化关系03变力作用下的功将物体的运动过程划分为很多小段，每一小段内力的变化很小，可近似看做恒力，求出每一小段内该力所做的功，然后累加起来就得出该变力做的总功。微元法根据变力做功与物体位移的图像关系，求出变力做的功。图像法在某些问题中，由于变力做功难以直接求解，但可以根据动能定理列方程求解。动能定理法变力做功的计算方法根据动能定理，合外力对物体做的总功等于物体动能的变化量。变力做功等于物体动能的变化量与恒力做功不同，变力做功与物体的运动路径有关。变力做功与路径有关变力做功与物体动能变化关系

弹性势能及其与功的关系弹性势能的概念发生弹性形变的物体具有的势能称为弹性势能。弹性势能与功的关系弹力做功等于弹性势能的减少量，即弹力做正功时，弹性势能减少；弹力做负功时，弹性势能增加。弹性势能的计算对于弹簧等弹性体，其弹性势能可以根据形变量和劲度系数计算得出。04摩擦力做功与机械能守恒摩擦力做功的特点计算方法摩擦力做功的特点及计算方法恒力做功通常用功的定义式$W=Fscosalpha$求解（$alpha$为$F$与$s$的夹角），变力做功往往用动能定理求解。摩擦力做功与路径有关，滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功（比如将物体轻轻放在水平运动的传送带上，物体受到的滑动摩擦力对其不做功）。机械能守恒定律及其条件机械能守恒定律在只有重力或弹力做功的物体系统内（或者不受其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总能量保持不变。机械能守恒的条件只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零。单摆运动过程中，重力势能转化为动能，动能又转化为重力势能，但总的机械能保持不变。单摆运动弹簧振子运动自由落体运动弹簧振子在振动过程中，弹性势能和动能相互转化，但总的机械能保持不变。自由落体运动中，物体只受重力作用，重力势能转化为动能，但总的机械能保持不变。030201机械能守恒定律的应用举例05曲线运动中的功与能转化将曲线运动轨迹划分为许多小段，每小段上可近似看作直线运动，从而求出每小段上的功，再求和得到总功。微元法利用向量运算规则，将力向量与位移向量进行点乘运算，得到功的数值。向量法通过动能定理等规律间接求出功的大小。间接法曲线运动中的功的计算方法合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。动能定理表达式确定研究对象和研究过程；分析受力情况，明确各力做功情况；根据动能定理列方程求解。应用步骤动能定理适用于恒力和变力做功；对于变力做功，可以通过动能定理间接求解。注意事项动能定理在曲线运动中的应用重力势能与动能的转化在曲线运动中，物体的高度发生变化时，重力势能随之改变，同时动能也相应变化。当物体高度降低时，重力势能减小，动能增加；反之亦然。弹性势能与动能的转化在涉及弹簧等弹性元件的曲线运动中，弹性势能与动能之间也会发生转化。当弹簧被压缩或拉伸时，弹性势能增加，同时动能减少；当弹簧恢复原状时，弹性势能减小，动能增加。重力势能、弹性势能在曲线运动中的转化06功率与效率功率的定义功率的计算公式功率的定义及计算公式功率是描述做功快慢的物理量，指单位时间内所做的功。$P=frac{W}{t}$，其中$P$为功率，$W$为所做的功，$t$为做功所需时间。机器的功率01指机器在单位时间内所做的功，反映了机器做功的快慢。机器的效率02指机器在给定时间内所做的有用功与总功之比，反映了机器的能量利用效率。功率与效率的关系03功率和效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接的数学关系。但是，高效率的机器往往能够在相同时间内完成更多的有用功，从而表现出更高的功率。机器的功率与效率的关系01020304改进机器设计使用优质燃料加强维护保养合理操作使用提高机器效率的途径和方