能量与功

【学习目标】

1．了解自然界中存在的守恒量--能量的概念，知道什么是物体的动能，什么是物体的势能

2．知道功的概念及做功的两个要素

3．掌握功的量度、公式及单位，并能计算有关的实际问题

4．知道功是标量，知道正功和负功的区别

5．理解合外力做功、变力做功的计算方法

【要点梳理】

要点一、寻找守恒量

要点诠释：

　　(1)提出问题：在伽利略的理想实验中，小球滚下斜面A，如图所示，它就要继续滚上另一个斜面B．重要的是，伽利略发现了具有启发性的事实：无论斜面B比斜面A陡些或缓些，小球最后总会在斜面上的某点停下来，这点距斜面底端的竖直高度与它出发时的高度相同．看起来，小球好像"记得"自己起始的高度．然而，"记得"并不是物理学的语言，在物理学中，如何表述这一事实呢?

(2)寻找守恒量：守恒定律是自然界的普遍规律，已成为人们认识自然的重要工具，寻找守恒量的目的就是揭示、发现自然界的普遍规律，以便认识自然、利用自然．

在上述伽利略的理想实验中，我们先分析小球的运动特点，小球沿斜面滚下时，高度降低，但速度增大，而小球沿斜面滚上时，高度增加，但速度减小．那么可知，小球凭位置而具有的能量减少时，由于运动而具有的能量就增加，反之，也成立，这就体现出守恒量--能量．

要点二、能量

要点诠释：

能量与物体的运动相对应，是对物体不同运动形式的统一量度，不同的运动形式对应不同的能量．

(1)势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能．

注意：①两物体间有相互作用力，物体才会有势能．

②势能是与两物体相对位置有关的能量，又叫位能．

例如：地面附近的物体被提到一定的高度而具有的能量叫重力势能；拉伸、压缩的弹簧，拉开的弓具有的能量叫弹性势能．

(2)动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能．

动能是一个状态量，动能的大小与物体的运动方向无关，只与物体的质量和运动速度的大小有关．例如：高速运动的炮弹具有很大的动能，可以穿透军舰厚厚的钢板进入船体；运动的水流、气流(风)可以推动叶轮转动而使发电机发电．

不同的运动形式在相互转化的过程中对应的能量也在不断地转化着，总的能量守恒意味着运动是守恒的．能量守恒定律使人类对自然界有了本质的定量认识．

要点三、功的概念

要点诠释：

(1)功的定义：物体受力的作用，并沿力的方向发生一段位移，就说力对物体做了功．

力对物体做功是和一定的运动过程有关的．功是一个过程量，功所描述的是力对空间的积累效应．

(2)功的两个要素：力和沿力的方向发生位移．

两个要素对于功而言缺一不可，因为有力不一定有位移；有位移也不一定有力．

特别说明：力是在位移方向上的力；位移是在力的方向上的位移．如物体在光滑水平面上匀速运动，重力和弹力的方向与位移的方向垂直，这两个力并不做功．

(3)功的计算式：．