功和机械能第1节功

功和机械能第1节功CATALOGUE目录功的定义功的物理意义功的计算方法机械能的转化与守恒01功的定义

力的方向与位移方向的关系当力与位移方向垂直时，力不做功。当力与位移方向一致时，力做正功。当力与位移方向相反时，力做负功。010204功的计算公式功的计算公式为：W=F*s*cosθ，其中F为力的大小，s为位移大小，θ为力与位移方向的夹角。当θ=90°时，cosθ=0，此时力不做功。当θ=0°时，cosθ=1，此时力做正功。当θ=180°时，cosθ=-1，此时力做负功。030102正功和负功的意义负功表示力对物体做负方向的功，使物体失去动能或势能。正功表示力对物体做正方向的功，使物体获得动能或势能。02功的物理意义功是描述力在空间上的累积效应的物理量，它表示力对物体运动所产生的效应。功是能量转化的量度，即当力作用在物体上，使物体在力的方向上移动一段距离时，这个力就对物体做了功，同时伴随着能量的转移或转化。功是物理过程中能量转化数量的客观描述，是能量转化的量度。功是能量转化的量度功是能量转化的量度，即当力对物体做功时，物体的能量会发生变化。功的大小等于力与物体在力的方向上移动距离的乘积，即$W=Fscostheta$。当$theta=90^circ$时，即力与物体运动方向垂直，该力不做功；当$theta<90^circ$时，力有部分做功；当$theta=0^circ$时，即力与物体运动方向一致，该力做功最大。功与能量变化的关系在经典力学中，功是描述力在时间上的累积效应的物理量，与动量、冲量等物理量有密切关系。在热力学中，功是热能与其他形式能量之间转化的量度，与热量、温度等物理量有密切关系。功是描述力在空间上的累积效应的物理量，与冲量、动量等物理量有密切关系。功与其他物理量的关系03功的计算方法恒力做功是指力的大小和方向都不变的力所做的功。定义计算公式说明$W=Fscostheta$，其中$F$是力的大小，$s$是位移大小，$theta$是力与位移之间的夹角。当$theta=0^circ$时，恒力做功的公式简化为$W=Fs$。030201恒力做功的计算变力做功是指力的大小或方向变化的力所做的功。定义将变力的作用过程分成若干个微小段，每一段近似认为恒力做功，然后求和得到总功。计算方法$W=intF(x)dx$，其中$F(x)$是变力关于位移的函数表达式。计算公式变力做功的计算分段计算法是指将变力的作用过程分成若干个等长的微小段，每一段近似认为恒力做功，然后求和得到总功的方法。定义适用于力的大小和方向发生变化，但变化不大的情况。适用范围将每一段的位移和对应的力代入恒力做功的公式中进行计算，然后将各段的功相加得到总功。计算公式分段计算法04机械能的转化与守恒适用范围适用于没有外力做功或外力做功为零的孤立系统。定律表述机械能守恒定律是指在一个封闭的力学系统中，外力对系统所做的功为零时，系统的机械能保持不变。数学表达若系统的初态机械能为E1，末态机械能为E2，则有E1=E2。机械能守恒定律123在摩擦力做功的过程中，机械能会转化为内能。机械能与内能的转化在电机或发电机中，机械能可以转化为电能。机械能与电能的转化在燃料电池中，化学能可以转化为电能和机械能。机械能与化学能的转化机械能与其他能量的转化系统只有重力或弹力做功，或外力对系统所做的功为零。条件机械能守恒定律是能量守恒定律的一种