九年级科学功和能的关系

功与能知识点总结一、功与能的概念1. 功与能是物理学中的重要概念，它们是描述物体运动和变形的基本概念。

2. 功是描述力对物体所做的功，它是一个标量，表示力在物体上做的功的大小。

3. 能是物体在运动和变形过程中所具有的能力，是物体内部状态的体现。

4. 功和能一般都是以能量的形式存在，并且能量是守恒的。

二、功的基本概念1. 功的定义：在物理学中，功是作用在物体上的力对物体所做的工作，通常用W表示，其单位为焦耳（J）。

2. 功的计算：当力的方向与物体位移方向相同时，功的计算公式为W = F*s*cosθ，其中F 为力的大小，s为物体的位移，θ为力的方向与位移方向的夹角。

3. 功的性质：正功表示力对物体做正的功，即使物体的动能增加；负功表示力对物体做负的功，即使物体的动能减小；零功表示力对物体的做的功为零。

三、能的基本概念1. 能的定义：在物理学中，能是物体具有的做功的能力，通常用E表示，其单位为焦耳（J）。

2. 能的分类：能一般分为动能、势能和热能等，动能是物体由于运动而具有的能量，势能是物体由于位置而具有的能量，热能是物体内部微观粒子的热运动所产生的能量。

3. 能的转化：能一般是可以相互转化的，如动能可以转化为势能，势能可以转化为动能，还可以转化为热能等。

四、功与能的关系1. 功和能的关系：功是能的表现形式，是描述能的变化的量。

当力对物体做功时，物体的能量会发生变化，通过功可以计算出这种能量的变化。

2. 功和能的转化：通过对物体做功，可以使物体的能量发生变化，如将外界对物体做的功转化成物体的动能、势能等。

3. 功和能的守恒：在自然界中，动能、势能和总能量都是守恒的，能量可以相互转化，但总能量守恒。

五、功与能的应用1. 功与能在机械运动中的应用：通过对力做功和物体的能量变化的研究，可以应用在机械运动中，如物体的加速、减速、运动过程中的能量变化等。

2. 功与能在能量转化中的应用：在能量转化过程中，可以利用功和能的关系，如能源的转换、利用能、节约能源等方面。

初中物理功和能的知识点总结一、功的概念：1.功是物体受到力作用而产生的效果，是力对物体做的有效作用。

2. 功的计算公式为W = F * s * cosθ，其中W为功，F为力，s为位移，θ为力和位移之间的夹角。

3.功的单位是焦耳（J）或牛·米（N·m）。

4.功的正负性：当力和位移的方向一致时，功为正；当力和位移的方向相反时，功为负。

5.功和能的关系：力对物体进行的功等于物体所具有的能量的变化，即功可以转化为能量。

二、能的概念：1.能是物体进行物理活动所具有的能力。

能是物体由于自身的一些特性而拥有的性质。

2.能的单位是焦耳（J）。

3.能的形式：能分为势能和动能两种形式。

-动能是物体运动时所具有的能量，与物体的质量和速度有关。

-势能是物体由于自身的位置或状态而具有的能量，与物体的位置和形状有关。

4.功和能的转化：当力对物体做功时，能可以转化为功；当物体消耗能量时，能可以转化为功。

三、能的转化与守恒：1.能的转化：能可以从一个物体转移到另一个物体，或者转化为其他形式的能。

2.能的守恒：能在宏观尺度上是守恒的，即能在不同形式之间转化时总量保持不变。

-机械能守恒：在不考虑摩擦阻力的情况下，机械系统中的势能和动能之和保持不变。

-动量守恒：在封闭系统中，系统的总动量在相互作用发生前后保持不变。

四、各种形式的能：1.动能：动能是物体由于运动所具有的能量，动能的大小与物体的质量和速度的平方成正比，动能公式为Ek=1/2*m*v^22.势能：势能是物体由于位置或状态而具有的能量，可分为重力势能、弹性势能等。

-重力势能：物体在重力作用下由高处移动到低处时，具有的能量，重力势能公式为Ep=m*g*h。

-弹性势能：物体在受力变形后恢复原状时所具有的能量，弹性势能公式为Ep=1/2*k*x^23.热能：热能是物体分子间热运动所具有的能量，与物体的温度有关。

4.电能：电能是由电荷所具有的能量，与电荷的大小和电势差有关。

第2讲 动能 势能[目标定位] ，，，会分析决定弹性势能大小的因素.一、功和能的关系1．能量：一个物体能够对其他物体做功，那么该物体具有能量．2．功与能的关系：做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能发生转化，所以功是能量转化的量度．功和能的单位相同，在国际单位制中，都是焦耳． 二、动能1．定义：物体由于运动而具有的能量．2．大小：物体的动能等于物体的质量与它的速度的平方乘积的一半，表达式：E k ＝12m v 2，动能的国际单位是焦耳，简称焦，用符号J 表示．3．动能是标量(填“标量〞或“矢量〞)，是状态(填“过程〞或“状态〞)量． 三、重力势能 1．重力的功 (1)重力做功的特点：只与物体运动的起点和终点的位置有关，而与物体所经过的路径无关． (2)表达式W G ＝mg Δh ＝mg (h 1－h 2)，其中h 1、h 2分别表示物体起点和终点的高度． 2．重力势能(1)定义：由物体所处位置的高度决定的能量称为重力势能．(2)大小：物体的重力势能等于它所受重力的大小与所处高度的乘积，表达式为E p ＝mgh ，国际单位：焦耳．3．重力做功与重力势能变化的关系 (1)表达式：W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p . (2)两种情况：4．重力势能的相对性(1)重力势能总是相对某一水平面而言的，该水平面称为参考平面，也常称为零势能面，选择不同的参考平面，同一物体在空间同一位置的重力势能不同．(2)重力势能为标量，其正负表示重力势能的大小．物体在参考平面上方时，重力势能为正值；在参考平面下方时，重力势能为负值．想一想 在同一高度质量不同的两个物体，它们的重力势能有可能相同吗？答案 有可能．假设选定两物体所处的水平面为参考平面，那么两物体的重力势能均为0. 四、弹性势能1．定义：物体由于发生形变而具有的能量．2．大小：跟形变的大小有关．弹簧被拉伸或压缩的长度越大，弹性势能就越大． 3．势能：与相互作用物体的相对位置有关的能量.一、对动能的理解 动能的表达式：E k ＝12m v 21．动能是状态量：动能与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应．2．动能具有相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，但一般以地面为参考系．3．动能是标量：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值． 例1 关于动能的理解，以下说法正确的选项是( ) A ．但凡运动的物体都具有动能B ．一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化C ．一定质量的物体，速度变化时，动能一定变化D ．动能不变的物体，一定处于平衡状态 答案 AB解析 动能是物体由于运动而具有的能量，所以运动的物体都具有动能，A 正确；由于速度是矢量，当方向变化时，假设速度大小不变，那么动能不变，C 错误；但动能变化时，速度的大小一定变化，故B 正确；动能不变的物体，速度的方向有可能变化，如匀速圆周运动，是非平衡状态，故D 错误． 二、重力势能1．重力做功的特点由W＝Fs cos α可知，重力做的功W＝mgh，所以重力做功的大小由重力大小和重力方向上位移的大小即高度差决定，与其他因素无关，所以只要起点和终点的位置相同，不管沿着什么路径由起点到终点，重力所做的功相同．2．对重力势能的理解及计算(1)相对性：E p＝mgh中的h是物体重心相对参考平面的高度．参考平面选择不同，那么物体的高度h不同，重力势能的大小也就不同，所以确定某点的重力势能首先选择参考平面．(2)系统性：重力是地球与物体相互吸引产生的，所以重力势能是物体和地球组成的系统共有，平时所说的“物体〞的重力势能只是一种简化说法．(3)重力势能是标量：无方向，但有正负．负的重力势能只是表示物体的重力势能比在参考平面上时具有的重力势能要少，这跟用正负表示温度上下是一样的．3．重力做功与重力势能变化的关系(1)重力做功是重力势能变化的原因，且重力做了多少功，重力势能就改变多少，即W G＝E p1－E p2＝－ΔE p.①当物体从高处向低处运动时，重力做正功，重力势能减少．②当物体从低处向高处运动时，重力做负功，重力势能增加．(2)重力做的功与重力势能的变化量均与参考平面的选择无关．(3)重力势能的变化只取决于物体重力做功的情况，与物体除重力外是否还受其他力作用以及除重力做功外是否还有其他力做功等因素均无关．例2某游客领着孩子游泰山时，孩子不小心将手中的皮球滑落，球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图1所示，那么以下说法正确的选项是()图1A．从A到B的曲线轨迹长度不知道，无法求出此过程中重力做的功B．从A到B过程中阻力大小不知道，无法求出此过程中重力做的功C．从A到B重力做功mg(H＋h)D．从A到B重力做功mgH答案 D解析重力做功与物体的运动路径无关，只与初末状态物体的高度差有关，从A到B的高度是H，故从A到B重力做功mgH，D正确．例3如图2所示，m，一物体质量为2 kg，m的支架上，g取10 m/s2，求：图2(1)以桌面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(2)以地面为零势能参考平面，计算物体具有的重力势能，并计算物体由支架下落到地面过程中重力势能减少多少？(3)以上计算结果说明什么？答案(1)8 J24 J(2)24 J24 J(3)见解析解析(1)以桌面为零势能参考平面，物体距离零势能参考平面的高度h1 m，因而物体具有重力势能．E p1＝mgh1＝2×10× J＝8 J.物体落至地面时，物体重力势能E p2＝2×10×() J＝－16 J.因此物体在此过程中重力势能减小量ΔE p＝E p1－E p2＝8 J－(－16) J＝24 J.(2)以地面为零势能参考平面，物体的高度h1′＝() m．因而物体具有的重力势能E p1′＝mgh1′＝2×10× J＝24 J.物体落至地面时重力势能E p2′＝0.在此过程中物体重力势能减小量ΔE′＝E p1′－E p2′＝24 J－0＝24 J.(3)通过上面的计算可知，重力势能是相对的，它的大小与零势能参考平面的选取有关，而重力势能的变化是绝对的，它与零势能参考平面的选取无关，其变化值与重力对物体做功的多少有关．三、对弹性势能的理解1．产生原因：(1)物体发生了弹性形变．(2)物体各局部间有弹力作用．2．对同一弹簧，伸长和压缩相同的长度时弹性势能相同．3．弹性势能与弹力做功的关系：弹性势能的变化量总等于弹力对外做功的负值，表达式为W弹＝－ΔE p.例4如图3所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，以下说法正确的选项是()图3A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B．物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等C．弹簧的弹力做正功，弹性势能增加D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加答案BD解析由功的计算公式W＝Fs cos α知，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力，所以选项A错误；弹簧开始被压缩时弹力小，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，物体移动相同的距离做的功多，应选项B正确；物体压缩弹簧的过程，弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，弹性势能增加，应选项C错误，D正确.对动能的理解1．下面有关动能的说法正确的选项是()A．物体只有做匀速运动时，动能才不变B．物体做平抛运动时，水平方向速度不变，物体的动能也不变C．物体做自由落体运动时，重力做功，物体的动能增加D．物体的动能变化时，速度不一定变化，速度变化时，动能一定变化答案 C解析物体只要速率不变，动能就不变，A错；做平抛运动的物体动能逐渐增大，B错；物体做自由落体运动时，速度增大，物体的动能增加，故C正确；物体的动能变化时，速度一定变化，速度变化时，动能不一定变化，故D错．对重力做功的理解2．如图4所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，那么()图4A．沿轨道1滑下重力做的功多B．沿轨道2滑下重力做的功多C．沿轨道3滑下重力做的功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多答案 D解析重力做功只与初、末位置的高度差有关，与路径无关，D选项正确．重力势能及其变化的理解3．质量为20 kg的薄铁板平放在二楼的地面上，二楼地面与楼外地面的高度差为5 m．这块铁板相对二楼地面的重力势能为________J，相对楼外地面的重力势能为________J；将铁板提高1 m，假设以二楼地面为参考平面，那么铁板的重力势能变化了________J；假设以楼外地面为参考平面，那么铁板的重力势能变化了________J.答案010*******解析根据重力势能的定义式，以二楼地面为参考平面：E p＝0.以楼外地面为参考平面：E p′＝mgh＝20×10×5 J＝103 J.以二楼地面为参考平面：ΔE p＝E p2－E p1＝mgh1－0＝20×10×1 J＝200 J.以楼外地面为参考平面：ΔE p′＝E p2′－E p1′＝mg(h＋h1)－mgh＝mgh1＝20×10×1 J＝200 J.弹力做功与弹性势能变化的关系4．如图5所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中以下说法正确的选项是()图5A．弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能逐渐减少B．弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能逐渐增加C．弹簧先对物体做正功，后对物体做负功，弹簧的弹性势能先减少再增加D．弹簧先对物体做负功，后对物体做正功，弹簧的弹性势能先增加再减少答案 C解析弹簧由压缩到原长再到伸长，刚开始时弹力方向与物体运动方向同向做正功，弹性势能减少．越过原长位置后弹力方向与物体运动方向相反，弹力做负功，故弹性势能增加，所以只有C正确，A、B、D错误．(时间：60分钟)题组一对动能的理解1．质量一定的物体()A．速度发生变化时其动能一定变化B．速度发生变化时其动能不一定变化C．速度不变时其动能一定不变D．动能不变时其速度一定不变答案BC解析速度是矢量，速度变化时可能只有方向变化，而大小不变，动能是标量，所以速度只有方向变化时，动能可以不变；动能不变时，只能说明速度大小不变，但速度方向不一定不变，故只有B、C正确．2．甲、乙两个运动着的物体，甲的质量是乙的2倍，乙的速度是甲的2倍，那么甲、乙两物体的动能之比为()A．1∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．2∶1答案 B解析由动能的表达式E k＝12m v2知，B正确．题组二对重力做功的理解与计算3．将一个物体由A 移至B ，重力做功( ) A ．与运动过程中是否存在阻力有关 B ．与物体沿直线或曲线运动有关 C ．与物体是做加速、减速或匀速运动有关 D ．只与物体初、末位置高度差有关 答案 D解析 将物体由A 移至B ，重力做功只与物体初、末位置高度差有关，A 、B 、C 错，D 对． 4．如图1所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下经过水平面BC 后，再滚上另一斜面，当它到达h4的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为( )图1A.mgh 4B.3mgh 4C ．mghD ．0答案 B解析 根据重力做功的公式，W ＝mg (h 1－h 2)＝3mgh4.故答案为B.题组三 对重力势能及其变化的理解5．关于重力势能的理解，以下说法正确的选项是( ) A ．重力势能有正负，是矢量B ．重力势能的零势能参考平面只能选地面C ．重力势能的零势能参考平面的选取是任意的D ．重力势能的正负代表大小 答案 CD解析 重力势能是标量，但有正负，重力势能的正、负表示比零势能的大小，A 错误，D 正确；重力势能零势能参考平面的选取是任意的，习惯上常选地面为零势能参考平面，B 错误，C 正确．、乙两个物体的位置如图2所示，质量关系m 甲<m 乙，甲在桌面上，乙在地面上，假设取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为E p1、E p2，那么有()图2A．E p1>E p2B．E p1<E p2C．E p1＝E p2D．无法判断答案 A解析取桌面为零势能面，那么E p1＝0，物体乙在桌面以下，E p2<0，故E p1>E p2，故A项正确．7．一个100 m的高度，那么整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g＝10 m/s2)()A．JB．J的负功C．JD．J答案 C解析整个过程中重力做功W G＝mgΔh×10×J，所以选项C正确．8．物体在某一运动过程中，重力对它做了40 J的负功，以下说法中正确的选项是() A．物体的高度一定升高了B．物体的重力势能一定减少了40 JC．物体重力势能的改变量不一定等于40 JD．物体克服重力做了40 J的功答案AD解析重力做负功，物体位移的方向与重力方向之间的夹角一定大于90°，所以物体的高度一定升高了，A正确；由于W G＝－ΔE p，故ΔE p＝－W G＝40 J，所以物体的重力势能增加了40 J，B、C错误；重力做负功又可以说成是物体克服重力做功，D正确．，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h.假设以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是()图3A ．mgh 减少mg (H －h )B ．mgh 增加mg (H ＋h )C ．－mgh 增加mg (H －h )D ．－mgh 减少mg (H ＋h ) 答案 D解析 以桌面为参考平面，落地时物体的重力势能为－mgh ，初状态重力势能为mgH ，即重力势能的变化ΔE p ＝－mgh －mgH ＝－mg (H ＋h )．所以重力势能减少了mg (H ＋h )．D 正确． 10．升降机中有一质量为m 的物体，当升降机以加速度a 匀加速上升高度h 时，物体增加的重力势能为( ) A ．mgh B ．mgh ＋mah C ．mah D ．mgh －mah答案 A解析 重力势能的改变量只与物体重力做功有关，而与其他力的功无关．物体上升h 过程中，物体克服重力做功mgh ，故重力势能增加mgh ，选A.11．如图4所示，一条铁链长为2 m ，质量为10 kg ，放在水平地面上，拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间，铁链克服重力做功________ J ；铁链的重力势能________(填“增加〞或“减少〞)________ J.图4答案 98 增加 98解析 铁链从初状态到末状态，它的重心位置提高了h ＝l2，因而铁链克服重力所做的功为W ＝12mgl ＝12×10××2 J ＝98 J ，铁链的重力势能增加了98 J.铁链重力势能的变化还可由初、末状态的重力势能来分析．设铁链初状态所在水平位置为零势能参考平面，那么E p1＝0，E p2＝mgl 2，铁链重力势能的变化ΔE p ＝E p2－E p1＝mgl 2＝12×10××2J＝98 J，即铁链重力势能增加了98 J.题组四对弹性势能的理解12．如图5所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是()图5A．如图甲，撑杆跳高的运发动上升过程中，杆的弹性势能B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能答案 B解析选项A、C、D中物体的形变量均减小，所以弹性势能减小，选项B中物体的形变量增大，所以弹性势能增加．所以B正确．．弹簧一端固定(如图6所示)，另一端用钢球压缩弹簧后释放，钢球被弹出后落地．当他发现弹簧压缩得越多，钢球被弹出得越远，由此能得出的结论应是()图6A．弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越大B．弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越小C．弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越大D．弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越小答案 A，质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置，将一小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放，h1>h2，小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧，从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的减少量ΔE p1′、ΔE p2′的关系及弹簧弹性势能的增加量ΔE p1、ΔE p2的关系中，正确的一组是()图7A．ΔE p1′＝ΔE p2′，ΔE p1＝ΔE p2B．ΔE p1′>ΔE p2′，ΔE p1＝ΔE p2C．ΔE p1′＝ΔE p2′，ΔE p1>ΔE p2D．ΔE p1′>ΔE p2′，ΔE p1>ΔE p2答案 B解析速度最大的条件是弹力等于重力即kx＝mg，即到达最大速度时，弹簧形变量x相同．两种情况下，对应于同一位置，那么ΔE p1＝ΔE p2，由于h1>h2，所以ΔE p1′>ΔE p2′，B对．。

初中物理功和能的关系1. 功和能的基本概念在我们的日常生活中，功和能就像一对儿好兄弟，密不可分。

说到功，大家可能会想起运动员在比赛中拼尽全力的样子，其实，功在物理学上有个简单的定义：就是力和物体移动的距离的乘积。

听起来有点枯燥？别急，我们来具体看看。

想象一下，你在推一个重重的箱子，如果你使劲推，它向前移动了，哎呀，那你就做了功！反之，如果你只是抱着它不动，哪怕你再使劲，也是没有功可言的，这就像你在努力减肥，却总是吃着零食一样，不见成效，真让人无奈。

能量嘛，就是一个物体做功的能力。

它有很多种类，比如动能、势能，简直就像是能量界的小明星，各有各的特点。

动能是物体运动时的能量，比如你骑着自行车风驰电掣，那你可就拥有了满满的动能。

而势能呢，想象一下，你把一块石头举高高的，它的能量就叫势能了。

简单说，能量就是让事情发生变化的“动力”，没有它，什么都动不了，大家都跟“僵尸”一样。

2. 功和能的关系2.1 功是能量转化的桥梁功和能就像小情侣，紧紧相连，互相依赖。

你做功，就意味着能量在转化。

当你推箱子的时候，你的力气转化为箱子的动能，哇，听起来是不是很浪漫？如果你不推，箱子就静静地待着，就像一位不愿意跳舞的女孩。

这里要注意的是，功和能的转化不是单向的，有时候能量也可以转化回功，比如当你刹车的时候，动能转化为热能，车子慢下来，这可真是个绝妙的演出。

2.2 能量守恒定律的奇妙之处讲到这儿，能量守恒定律就闪亮登场了！这条定律就像是宇宙中的“魔法”，告诉我们在一个封闭系统中，能量是不会消失的，只会转化。

想象一下，打个篮球，你把能量施加在球上，它就飞了出去；等球落地的时候，动能转化为势能，又从高处落下，又变回动能。

这种变化不断循环，真是个精彩的循环圈，感觉就像在玩一场无尽的游戏，让人心潮澎湃。

3. 日常生活中的应用3.1 功和能的生活实例在我们的日常生活中，功和能随处可见。

比如说，你每天早上起床，要不要先用力把被子扯开，啊，那就是在做功！然后你洗漱、吃早餐，满满的能量补充，准备好迎接一天的挑战。

九年级功和能知识点在九年级的物理学习中，功和能是重要的知识点之一。

本文将详细介绍功和能的概念、公式和一些常见的应用。

一、功的概念和公式1. 功的概念在物理学中，功是描述力对物体做功的大小和方向的物理量。

当力作用于物体，使其沿着力的方向移动一定距离时，力所做的功可以用以下公式表示：功 = 力 ×距离× cosθ其中，力的大小用“N”表示，距离用“m”表示，cosθ表示力与移动方向之间的夹角余弦值。

2. 功的单位功的单位是焦耳（J），即当力为1牛顿（N），距离为1米（m）时，所做的功为1焦耳。

二、能的概念和公式1. 能的概念能是物体由于位置、状态或运动而具有的物理量。

常见的能包括动能、势能和机械能。

- 动能（K）：物体由于运动而具有的能量，可以用以下公式计算：动能 = 1/2 ×质量 ×速度²其中，质量用“kg”表示，速度用“m/s”表示。

- 势能（P）：物体由于位置或状态而具有的能量。

根据不同的情况，势能可分为重力势能、弹性势能等。

- 机械能（E）：机械能是动能和势能的总和，可以用以下公式计算：机械能 = 动能 + 势能2. 能的单位动能和势能的单位均为焦耳（J）。

三、功和能的应用1. 基本功和能的转化在物理学中，功和能之间存在着转化关系。

当力对物体做功时，物体的能量将发生变化。

- 功转化为能：当力对物体做正功时，物体的能量增加；当力对物体做负功时，物体的能量减小。

- 能转化为功：物体的能量转化为功通常发生在物体由高处下落时，势能逐渐转化为动能，最终转化为功。

2. 能量守恒定律在物理学中，能量守恒定律是一个重要的基本原理。

该定律表明，在一个封闭的系统中，能量的总量保持不变。

在能量的转化过程中，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持恒定。

能量守恒定律在许多物理问题的分析中都具有重要的应用。

例如，在弹簧振子中，机械能的转化过程需要满足能量守恒定律。

功能关系：功和能的关系详细总结功能关系：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，它与一个是能量转化的量度．合外力对物体做的总功等于物体动能的增量．即(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．重力弹簧弹力分子力电场力(3)机械能变化能守恒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EK2+EP2=EK1+EP1，或ΔEK =—ΔEP(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；W=qu=qEd=F电SE(与路径无关)(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>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)洛仑兹力只改变速度的方向光子的能量: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+原子辐射光子的能量hγ=E—E，原子吸收光子的能量hγ=E。

功能关系：功和能的关系详细总结功能关系：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”。

合外力对物体做的总功等于物体动能的增量．即
功导
或ΔE
K = —ΔE
P
(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 >
＝BILd
内能(发热)
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+
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。

第29课时 功和能的关系一．知识点; 1. 功是能量转化的量度。

① 一种运动对应着一种形式的能：机械运动→机械能；热运动→内能；电磁运动→电磁 能；核运动→核能； ……② 一种力做功，对应着一种形式的能发生改变：重力做功→重力势能变化；弹力做功→ 弹性势能变化；合力做功→动能变化；重力或弹力以外的力做功→机械能变化…… ③功是一个过程量，能量是状态量；通过做功的过程实现了能量的转化，并且做了多少 功能量将转化多少（即存在数量关系，用“功”来度量能量转化的多少）2. 常见的几种力做功的特点（1）重力、弹簧弹力，电场力、分子力做功与________无关．（2）摩擦力做功的特点①单个摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）可能做正功，也可以做负功，还可以 不做功．②相互作用是一对静摩擦力做功的代数和_______________，在静摩擦力做功的过程 中，只有机构能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动 摩擦力做功的代数和___________，且总为____________，在一对滑动摩擦力做功 的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有机械能转化为内能，转化 为内能的量等于系统机械能的减少，等于滑动摩擦力与___________的乘积．③摩擦生热，是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热．3. 几个重要的功能关系（1）重力的功等于_____________，即G W =______________．（2）弹力的功等于_____________，即W =弹______________．（3）合力的功等于_____________，即W =F 合______________．（4）重力之外（除弹簧弹力）的其它力的功等于___________的变化．W E =∆其它．（5）一对滑动摩擦力的功等于___________的变化．Q F l = 相对．4. 解题思路：①机械能守恒→机械能守恒定律求解；②机械能不守恒→动能定理求解；③能量守恒定律求解：21E E =二. 例题分析：例1：一轻弹簧左端固定在墙壁上，右端自由，一质量为m 的滑块从距弹簧右端L 0的P 点以 初速度v 0正对弹簧运动，如图所示，滑块与水平面的动摩擦因数为μ，在与弹簧碰后 又反弹回来，最终停在距P 点为L 1的Q 点，求：在滑块与弹簧的碰撞过程中弹簧的最 大压缩量为多少？例2：如图所示，质量m =0.5kg 的小球从距地面高H =5m 处自由下落，到达地面恰能沿凹 陷于地面的半圆形槽壁运动，半圆槽半径R =0.4m 。

功与能的关系及其应用在物理学中，功和能被认为是两个重要的概念，它们在解释物体运动和能量转化过程中扮演着至关重要的角色。

功和能之间存在着密切的关联，而且它们在日常生活和科学研究中都得到了广泛的应用。

一、功的定义和性质功是描述力对物体做功的量度，表示为W。

当一个力F作用于物体上时，沿着物体的位移方向产生了位移s，那么力对物体所做的功可以表示为：W = F × s × cosθ其中，θ表示力F与位移s之间的夹角。

功的单位是焦耳（J），表示的是力和位移的乘积。

从功的定义可以看出，当力和位移方向一致时，功为正值；当力和位移方向相互垂直时，功为零；当力和位移方向相互逆向时，功为负值。

二、能的定义和性质能是物体具有产生物理变化和进行功的能力，表示为E。

能分为两种形式：动能和势能。

1. 动能（Kinetic Energy）：物体由于运动而具有的能量。

动能的大小取决于物体的质量m和速度v，可以用公式表示为：E_k = (1/2) × m × v^2其中，E_k表示动能。

动能的单位也是焦耳（J）。

2. 势能（Potential Energy）：物体由于其位置或状态而具有的能量。

势能可以分为重力势能、弹性势能、化学势能等多种形式。

以重力势能为例，当物体被抬高h高度时，它具有的重力势能可以表示为：E_p = m × g × h其中，E_p表示重力势能，m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示抬高的高度。

三、功与能的关系功和能之间存在着紧密的联系。

按照物理定律，做功的力和做功的物体之间的功永远等于物体所具有的能量变化。

换言之，功就是能的转移和转化。

当一个力对物体作功时，它将一定数量的能量从外界传递给物体，使其增加能量；反之，物体对外做功时，它将一部分能量转移给外界，使其减少能量。

例如，我们抬起一个重物，对物体施加的力所做的功将使重物具有更多的重力势能。

类似地，当我们用手杆推动自行车时，施加的力所做的功将使自行车增加动能。