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做功和内能的改变引言在物理学中，做功和内能是两个重要的概念。
做功是指物体在力的作用下移动所做的功，是能量的传递和转化过程；而内能则是物体内部分子和原子的能量总和。
在一些特定的情况下，做功和内能会发生改变。
本文将探讨在不同情境下做功和内能的改变过程。
做功的改变功的定义和表达式做功可以用以下的数学表达式表示：功 = 力 × 位移× cosθ其中，力是垂直方向上施加的力，位移是物体在力的方向上的位移，θ是力和位移之间的夹角。
功的改变在不同情境下做功的改变可以发生在不同的情况下，下面将介绍几种常见的情境：1.力的大小改变：做功与力成正比，当力的大小改变时，做功也会相应改变。
例如，将一个书包从地面提起的过程中，如果力的大小增加，那么所做的功也会增加。
2.位移的方向改变：做功与位移的方向相同，当位移的方向改变时，做功的正负号也会发生改变。
例如，一个物体被施加的力的方向与它的运动方向相反，那么所做的功将会是负值。
3.夹角的改变：做功与力和位移之间的夹角有关，当夹角的大小改变时，做功也会相应改变。
例如，当物体受到垂直于运动方向的力时，夹角为90度，此时做功为零。
这些例子说明了在不同的情境下，做功的改变是如何发生的。
内能的改变内能的定义和表达式内能是指物体内部分子和原子的能量总和，它包括了物体的热能、动能和势能等形式的能量。
内能可以通过以下的数学表达式表示：内能 = 热能 + 动能 + 势能内能的改变在不同情境下内能的改变可以发生在不同的情况下，下面将介绍几种常见的情境：1.温度的改变：当物体的温度发生改变时，其内部分子和原子的能量总和也会发生相应的改变。
温度的增加意味着分子和原子的平均动能增加，导致内能的增加。
2.物质变化：在物质发生相变（如固态到液态、液态到气态）的过程中，内能也会发生改变。
相变过程中涉及到分子和原子的排列和运动方式的改变，从而导致内能的变化。
3.化学反应：化学反应是一种能量转化的过程，所以在化学反应中内能也会发生改变。
专题做功和能量的转化知识点回顾力和运动的相互关系是贯穿高中的一条主线，它要求用物体受力与运动方式总是相互联系的观点处理物理问题。
能量则是贯穿高中的另一条主线，因为透过物体形形色色的运动方式，每一种运动形式的本质都是其对应的能量转化，而在转化过程中一定符合能量守恒。
因此从能量的观点，利用功能关系或能量转化与守恒的方法处理问题问题，也能使物理问题变得方便、简洁。
知识点讲解题型一：处理变加速运动高中物理常见的功与能量的转化公式物理意义W合=ΔE k合外力做的功等于物体动能该变量W除G=ΔE机除重力以外的外力做功等于物体机械能的该变量W f=ΔE内滑动摩擦力在相对位移中做的功等于系统内能的该变量W G=ΔE P重力对物体所做的功等于物体重力势能改版的负值W电=ΔE电电场力对电荷做的功等于电荷电势能改变的负值W电流=ΔE焦纯电阻电路中电流做的功等于电路产生的焦耳热W安=ΔE焦感应电流所受到的安培力做的功等于电路中产生的焦耳热由于利用功能关系处理问题时，不一定要考虑物体运动的具体细节，只要搞清物体运动过程中参与做功的力、各力做功的位移及做功的正负，另外搞清有多少类型的能量发生了转化，因此，利用能量关系在处理诸如变加速运动、曲线运动等物理问题时，优势更显突出。
【例1】如图所示，在竖直平面内有一个半径为R 且光滑的四分之一圆弧轨道AB ，轨道下端B 与水平面BCD 相切，BC 部分光滑且长度大于R ，C 点右边粗糙程度均匀且足够长。
现用手捏住一根长也为R 、质量为m 的柔软匀质细绳的上端，使绳子的下端与A 点等高，然后由静止释放绳子，让绳子沿轨道下滑。
重力加速度为g 。
求： （1）绳子前端到达C 点时的速度大小；（2）若绳子与粗糙平面间的动摩擦因数为μ（μ<1），绳子前段在过C 点后，滑行一段距离后停下，求这段距离。
【难度】★★★【答案】（1）3gR （2）322R Rμ+【解析】绳子由释放到前段C 点过程中，由机械能守恒得：221)5.0(c mv R R mg =+ 解得：gR v c 3=（2）绳子前段在过C 点后，滑行一段距离停下来，设这段距离为s ，因可能s ≤R ，也可能s >R ，故要对上述可能的两种情况进行分类讨论。
【高中物理】功能关系、能量守恒定律的知识点汇总，务必掌握！知识网络图一、功能关系1．功和能(1)功是能量转化的量度，即做了多少功，就有多少能量发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随有能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。
2．力学中常用的四种功能对应关系(1)合外力做功等于物体动能的改变：即W(合)＝Ek2－Ek1＝ΔEk。
(动能定理)(2)重力做功等于物体重力势能的减少：即W(G)＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。
(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少：即W(弹)＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。
(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即W(其他力)＝E2－E1＝ΔE。
(功能原理)二、能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2.表达式ΔE减＝ΔE增。
三、功能关系的应用1.对功能关系的进一步理解(1)做功的过程是能量转化的过程。
不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。
(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现到不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系；二是做功的多少与能量转化的多少在数量上相等。
2．不同的力做功对应不同形式的能的改变四、能量守恒定律的应用1.对定律的理解(1)某种形式的能量减少，一定有另外形式的能量增加，且减少量和增加量相等。
(2)某个物体的能量减少，一定有别的物体的能量增加，且减少量和增加量相等。
2．应用定律的一般步骤(1)分清有多少种形式的能(如动能、势能、内能、电能等)在变化。
(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。
(3)列恒等式：ΔE减＝ΔE增。
五、相对滑动物体的能量分析静摩擦力与滑动摩擦力做功特点比较。
鲁教版高一物理动能、动能定理、做功和能量的关系本周教学容： 1、动能 2、动能定理3、做功和能量的关系细解知识点 1. 动能物体由于运动而具有的能量叫动能；公式：221mv E k =动能是标量，只有大小没有方向；动能是状态量，因为动能对应的是物体的一个运动状态；动能是相对量，因为速度具有相对性，参考系不同速度往往不同，动能也就不同，一般取地面作为惯性参考系；动能相等的两个物体，它的速度不一定相等。
动能单位是J 。
它的推导过程是 1kg ·m 2/s 2＝1N ·m ＝1J 2. 动能定理（1）动能定理的推导因为ma F =和as v v 22122=-122122212221212k k E E mv mv a v v ma Fs W -=-=-==12k k E E W -=即合力所做的功，等于物体动能的变化。
（2）动能定理的表述合外力做的功等于物体动能的变化。
（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。
表达式为K E w ∆=动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
实际应用时，后一种表述比较好操作。
不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功。
（3）应用动能定理解题的步骤 ①确定研究对象和研究过程。
②对研究对象进行受力分析。
（研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力）。
③写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）。
如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功。
④按照动能定理列式求解。
3. 做功和能量的关系做功的过程就是能量改变的过程。
外力对物体做正功，物体的能量增加；外力对物体做负功或物体对外做功，物体能量减少。
例如：使一个本来静止的物体运动且具有50J的动能，那就是说外力使物体产生了加速度，使物体提高了速度，做了50J的功，才使它具有50J的动能。
安培力做功与电磁感应现象中的能量转换能的转化与守恒定律，是自然界的普遍规律，也是物理学的重要规律。
电磁感应中的能量转化与守恒问题，是高中物理的综合问题，也是高考的热点、重点和难点。
在电磁感应现象中，外力克服安培力做功，消耗机械能，产生电能，产生的电能是从机械能转化而来的。
当电路闭合时，感应电流做功，消耗了电能，转化为其它形式的能，如在纯电阻电路中电能全部转化为电阻的内能，即放出焦耳热，在整个过程中，总能量守恒。
安培力做功=电能的改变，安培力做正功，电能转化为其它形式的能；安培力做负功（即克服安培力做功），其它形式的能转化为电能。
产生和维持感应电流的存在的过程就是其它形式的能量转化为感应电流电能的过程。
导体在达到稳定状态之前，外力移动导体所做的功，一部分消耗于克服安培力做功，转化为产生感应电流的电能或最后在转化为焦耳热，另一部分用于增加导体的动能，即当导体达到稳定状态（作匀速运动时），外力所做的功，完全消耗于克服安培力做功，并转化为感应电流的电能或最后在转化为焦耳热。
在电磁感应现象中，能量是守恒的。
2019年高考物理功是能量转化的量度公式总结1.功：W=Fscosα（定义式）{W:功（J），F:恒力（N），s:位移（m），α：F、s间的夹角｝2.重力做功：Wab=mghab {m:物体的质量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a与b高度差（hab=ha-hb）}3.电场力做功：Wab=qUab {q:电量（C），Uab:a与b之间电势差（V）即Uab=φa-φb｝4.电功：W=UIt（普适式） {U：电压（V），I:电流（A），t:通电时间（s）｝5.功率：P=W/t（定义式） {P:功率[瓦（W）]，W:t时间内所做的功（J），t:做功所用时间（s）｝6.汽车牵引力的功率：P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率，P平：平均功率}7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度（vmax=P额/f）8.电功率：P=UI（普适式） {U：电路电压（V），I：电路电流（A）｝9.焦耳定律：Q=I2Rt {Q:电热（J），I:电流强度（A），R:电阻值（Ω），t:通电时间（s）｝10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.动能：Ek=mv2/2 {Ek:动能（J），m：物体质量（kg），v:物体瞬时速度（m/s）｝12.重力势能：EP=mgh {EP :重力势能（J），g:重力加速度，h:竖直高度（m）（从零势能面起）｝13.电势能：EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能（J），q:电量（C），φA:A点的电势（V）（从零势能面起）｝14.动能定理（对物体做正功，物体的动能增加）：W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK{W合：外力对物体做的总功，ΔEK:动能改变ΔEK=（mvt2/2-mvo2/2）｝15.机械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的改变（重力做功等于物体重力势能增量的负值）WG=-ΔEP注：（1）功率大小表示做功快慢，做功多少表示能量转化多少；（2）O0≤α90O 做正功；90Oα≤180O做负功；α=90o不做功（力的方向与位移（速度）方向垂直时该力不做功）；（3）重力（弹力、电场力、分子力）做正功，则重力（弹性、电、分子）势能削减（4）重力做功和电场力做功均与路径无关（见2、3两式）；（5）机械能守恒成立条件：除重力（弹力）外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化；（6）能的其它单位换算：1kWh（度）=3.6×106J，1eV=1.60×10-19J;*（7）弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。
功与能量的转化关系人类活动的本质是一种能量的转化过程。
从科学的角度来看，功和能量是这个过程中最为核心的两个概念。
功是指一个物体通过某种力量在平移或旋转运动中所做的功，而能量则是物体具有的做功的能力。
功和能量之间存在着密切而又紧密的关系，它们相互转化，推动着我们的世界不断发展演变。
首先，我们来探讨功与能量之间的关系。
功和能量是可以相互转化的。
当一个物体做功时，它的能量发生了转化。
以人类的运动为例，当我们跑步时，我们的身体做功，消耗了能量。
这是一种能量的转化，我们的身体将储存在体内的化学能转化为机械能。
同样，在物理世界中，例如金属球从高处下落到地面上时，它的重力势能被转化为动能，也是功的转化过程。
其次，功和能量的转化关系可以在多个领域中得到应用。
在日常生活中，我们可以通过控制功和能量的转化关系来实现许多实用的应用。
例如，当我们踩车踏板时，我们的身体做了功，将我们体内储存的能量转化为机械能，推动自行车前进。
这种功与能量的转化关系也可以应用于工业生产中。
以发电厂为例，通过燃烧化石燃料产生的热量转化为蒸汽，推动涡轮机旋转，从而产生电能。
此外，功与能量的转化关系也存在于其他学科领域中。
在生物学中，人体的新陈代谢过程就是功与能量的不断转化。
人体摄入食物后，食物被消化吸收，转化为体内储存的能量。
当人体需要能量时，这些储存的能量会被转化为机械能，推动我们的肢体运动。
在化学反应中，也存在着功与能量的转化。
例如，当两种化学物质反应时，化学能被转化为热能或发光能，这是一种能量的转化过程。
最后，功与能量的转化关系对于我们认识世界有着重要的意义。
通过学习功与能量的转化关系，我们可以深入了解物质运动和能量转化的规律，从而推动科学技术的发展。
例如，利用功与能量的转化关系，科学家们研发出了许多能源转化和利用的技术，如太阳能、风能、水能等。
这些技术不仅可以为人类提供可持续的能源供应，也减少了对传统能源的依赖。
综上所述，功与能量的转化关系贯穿着我们的生活和科学研究的方方面面。
专题专题专题 摩擦力做功与能量转化问题摩擦力做功与能量转化问题【学习目标】【学习目标】1.1.理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点；理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点；理解静摩擦力和滑动摩擦力做功的特点；2.2.2.理解摩擦生热及其计算。
理解摩擦生热及其计算。
理解摩擦生热及其计算。
【知识解读】【知识解读】1.1.静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点静摩擦力做功的特点如图5－1515－－1，放在水平桌面上的物体A 在水平拉力F 的作用下未动，则桌面对A 向左的静摩擦力不做功，因为桌面在静摩擦力的方向上没有位移。
如图5－1515－－2，A 和B 叠放在一起置于光滑水平桌面上，在拉力F 的作用下，的作用下，A A 和B 一起向右加速运动，则B 对A 的静摩擦力做正功，的静摩擦力做正功，A A 对B 的静摩擦力做负功。
可见静摩擦力做功的特点是：的静摩擦力做负功。
可见静摩擦力做功的特点是： （1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
功，还可以不做功。
（2）相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。
数和总等于零。
（3）在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其它形式的能。
，而没有机械能转化为其它形式的能。
2.2.滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点滑动摩擦力做功的特点如图5－1515－－3，物块A 在水平桌面上，在外力F 的作用下向右运动，桌面对A 向左的滑动摩擦力做负功，A 对桌面的滑动摩擦力不做功。
力不做功。
如图5－1515－－4，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小铁块以速度，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小铁块以速度v 从木板的左端滑上木板，当铁块和木板相对静止时木板相对地面滑动的距离为s，小铁块相对木板滑动的距离为d ，滑动摩擦力对铁块所做的功为：W 铁＝－f(s+d)―――①―――①根据动能定理，铁块动能的变化量为：k w =f s+d ED 铁铁＝－（）―――②―――②②式表明，铁块从开始滑动到相对木板静止的过程中，其动能减少。
功与能量可以相互转换能量是物质和物体运动的基本属性，而功则是能量转化的一种方式。
功与能量之间的转换关系是物理学中一个重要的概念，深入理解这个关系对于我们理解自然界运行的规律至关重要。
首先，我们来从功的角度来理解能量转换。
功被定义为力对物体的作用所做的功。
当我们对一个物体施加力，并使其在力的作用下移动一定距离时，这时所做的工作就是功。
功的单位是焦耳（J），它可以用来衡量物体的能量转换。
当我们从一个物体中获得了能量，那么这个物体就对我们所做的功。
在能量转换的过程中，可以存在多种形式的能量。
常见的能量形式包括机械能、热能、电能、化学能等等。
这些能量形式之间可以相互转换，但总能量守恒。
根据能量守恒定律，能量无法被创建或销毁，只能在不同形式之间进行转换。
例如，当我们将手伸进暖烘烘的火炉中，感受到炉火的温暖时，我们实际上是从火炉的热能形式中获得了能量。
这个过程可以看作是热能向我们身体的能量转换。
同样地，当我们骑自行车的时候，我们将我们的肌肉活动转化为机械能，推动脚踏板从而驱动自行车前进。
此外，功和能量之间的转换在很多日常生活中都可以观察到。
比如，我们使用电器时，电能被转化为了光能（灯光）、声能（音响）或机械能（电动机）。
而光线照射到光伏电池上时，光能则被转换为电能。
这些都是功和能量之间转换的常见例子。
功和能量之间的转化关系可以通过一个简单的公式来描述，即功等于能量变化的量。
这个公式可以表示为W = ΔE，其中W表示功，ΔE表示能量的变化量。
正号表示能量增加，负号则表示能量减少。
也可以写成W = ΔK + ΔU，其中ΔK表示物体的动能变化量，ΔU表示物体的势能变化量。
这个公式的含义是，物体所做的功等于其能量的增加或减少。
例如，当我们抬起一个物体时，我们对物体所做的功等于物体的势能增加的量。
同样地，在滑坡和自由落体等情况下，物体所做的功等于其动能的增加。
在能量转换方面，我们还需要注意一些能量转换的效率问题。
能量转换并不是完全有效的，总会有一些能量转化成为其他形式，最终以热能散失。
高中物理公式：功和能(功是能量转化的量度)W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK{W合:外力对物体做的总功，ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)｝机械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP注:功率大小表示做功快慢，做功多少表示能量转化多少;O0≤α＜90O做正功;90O＜α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);重力(弹力、电场力、分子力)做正功，则重力(弹性、电、分子)势能减少重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件：除重力(弹力)外其它力不做功，只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6*106J，1eV=1.60*10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。
质点的运动(1)——直线运动理解口诀：1.物体模型用质点，忽略形状和大小；地球公转当质点，地球自转要大小。
物体位置的变化，准确描述用位移，运动快慢S比t，a用Δv与t比。
2.运用一般公式法，平均速度是简法，中间时刻速度法，初速为零比例法，再加几何图像法，求解运动好方法。
自由落体是实例，初速为零a等g.竖直上抛知初速，上升最高心有数，飞行时间上下回，整个过程匀减速。
匀变速直线运动平均速度V平＝s/t(定义式)2.有用推论Vt2-V02＝2as3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+V0)/2(分析纸带常用)末速度Vt＝V0+at；5.中间位置速度Vs/2＝[(V02+Vt2)/2]1/26.位移s＝V平t＝V0t+at2/2加速度a＝(Vt-V0)/t｛以V0为正方向，a与V0同向(加速)a＞0；反向则a＜0｝实验用推论Δs＝aT2｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝(分析纸带常用逐差法求加速度)主要物理量及单位:初速度(V0):m/s；加速度(a):m/s2；末速度(Vt):m/s；时间(t)秒(s)；位移(s):米(m)；路程:米；速度单位换算：1m/s=3.6km/h。
能量的转变或转移一、单项选择题1.以下图，在金属管内装一些酒精，当快速往返拉动绕过金属管的粗绳时，筒壁会发热，一会儿，看到紧塞在管口的塞子忽然被射出，同时听到“呯”的一声．依据这些现象，以下说法不正确的选项是（）A.往返拉动粗绳时，将机械能转变为内能B.塞子被射出，将内能转变为机械能C.筒壁会发热，原由是酒精的化学能转变为内能D.筒壁会发热，原由是战胜摩擦做功，物体内能增添新式“风光互补”景观照明灯．它“头顶”小电扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池．对于上述照明灯，以下解说合理的是（）A. 光电池板是将电能转变为光能B. 照明灯是将内能转变为电能C. 小电扇利用风力发电，将机械能转变为电能D. 蓄电他池夜晚放电，将电能转变为化学能3.以下图，列车工作需用大功率电动机供应动力、列车到站前停止供电，电动机线圈随车轮转动，转变为发电机发电，此过程中车速从200km/h减到90km/h，在90km/h以下进行机械刹车，以下说法正确的选项是（）转变为内能C.进站前停止供电，列车还能持续前行是因为遇到惯性力的作用D.加快行驶过程是由电动机应用了电磁感觉原理4.以下图实验，玻璃瓶口的胶塞从瓶口冲出时（）B.胶塞冲出前，气筒需要不停从瓶内抽气瞬时，瓶内水蒸气温度高升转变状况与内燃机的压缩冲程同样5.以下图实验或案例，属于内能转变为机械能的是（）A.由滑梯上滑下，臀部会有灼热感B.搓手取暖C.钻木取火D.水蒸汽将软木塞冲出6.以下对于能量转变、转移现象的说法，错误的选项是（）A.电池充电，电能转变为化学能B.电动机工作，电能转变为机械能C.用热水袋取暖，能量发生了转移D.暖瓶塞被热气弹开，机械能转变为内能7.为了减少空间碎片，净化飞翔器在轨运转环境，2017年9月22日18时左右，天舟一号货运飞船依据预约计划，进入大气层烧烧毁。
对于“天舟一号”以下说法中不正确的选项是（）A.“天舟一号”上的太阳能电池板能够将太阳能转变为电能B.“天舟一号”进入大气层烧毁的过程中，机械能减小，内能增大C.“天舟一号”进入大气层烧毁时，能量转变的过程，不听从能量守恒定律D.“天舟一号”进入大气层被烧毁，是战胜空气阻力做功，内能增大，温度高升造成的8.以下对于能量转变转移现象的说法中，正确的选项是（）A. 蓄电池充电时，化学能转变为电能B. 暖瓶塞跳起时，内能化为机械能C. 用热水袋取暖时，能量的形式发生了转变D. 电电扇工作时，机械能转变为电能9.以下相关声和能的说法中正确的选项是（）A. 声纹锁在房东说出暗语时才能被翻开，是因为它能鉴别声音的音调B. “辽宁号”航母上的腾飞指引员佩带有耳罩的头盔，这是从流传过程中减弱噪声C. 太阳能、风能、核能是当前正在努力研究、开发的新能源，它们都是可重生能源D. 能量的转变和转移拥有方向性，在转变和转移过程中能量的总量总保持不变10.清明节是中国的传统节日，时期全国上下要燃放大批爆竹，氛围甚是热情！据报导由此引起的大大小小火灾甚多，造成损失很大，国家倡导要改进。
动能与功的转化问题动能和功是物理学中非常基础且重要的概念。
在力学领域，动能是描述物体运动状态的一种量，而功则是描述力对物体做功的能力。
在动能与功的转化问题中，我们将探讨力如何将动能转化为功以及功如何转化为动能的过程。
一、动能转化为功动能转化为功的过程可以通过以下几种方式实现。
1. 力的作用力沿物体运动方向的情况当一个物体在力作用下沿着力的作用方向运动时，力对物体做正功。
这意味着力使物体的动能增加，将动能转化为功。
例如，一个推力沿着物体的运动方向施加在物体上，那么力将物体加速并增加其动能。
2. 力的作用力与物体运动方向夹角不为零的情况当力的作用力与物体运动方向夹角不为零时，力对物体做部分功。
这种情况下，力只能将物体的一部分动能转化为功，而另一部分动能保持不变。
夹角越大，力对物体做的功越小。
当夹角为零时，即力的作用力与物体运动方向相同时，力才能对物体做最大功。
3. 力的作用力与物体运动方向相反的情况当力的作用力与物体运动方向相反时，力对物体做负功。
这意味着力从物体吸收了动能，将动能转化为其他形式的能量，例如热能或声能。
这种情况下，物体的动能减少，其中一部分能量被转化为不可逆过程中的其他能量形式。
二、功转化为动能功转化为动能的过程是动能转化为功的逆过程，它可以通过以下几种方式实现。
1. 外力对物体做正功的情况当外力对物体做正功时，外力将物体加速并增加其动能。
这意味着动能由外力所做的正功转化而来。
例如，当一个人对一个物体施加拉力时，外力对该物体做正功，物体的动能增加。
2. 外力对物体做负功的情况当外力对物体做负功时，外力从物体吸收动能，将动能转化为其他形式的能量。
这种情况下，物体的动能减少。
例如，当一个人对一个物体施加阻力时，外力对该物体做负功，物体的动能减少。
3. 内力对物体做功的情况除了外力，物体内部的力也可以对物体做功并转化为动能。
例如，当一个弹簧被压缩或拉伸时，内力对弹簧做功，将动能转化为弹簧的势能。
二级主题09 能量、能量的转化和转移（精讲）一、主题概述能量、能量的转化和转移是“能量”这个一级主题划分为四个二级主题当中的一个二级主题。
这部分科学内容在教材里分布比较散,渗透几个章节里，但却是其他知识的基础，中考复习不可忽视。
一般情况下,每份中考卷中都有题出现。
1. 在知识技能领域，考查学生能否说出自然界中存在的多种能量形式的名称，以及列举能量与人们日常生活联系的实例。
即能否用语言、文字或图表等不同方式描述各种各样的能量特征。
例如，简单描述机械能、内能、太阳能等多种能量形式与生产、生活的联系。
2. 在知识技能领域，考查学生是否认识能量可以从一个物体转移到另一个物体；是否认识不同形式的能量可以相互转化。
由于能量的转移和转化往往是同时发生的，应通过实例将两者有机地联系起来，不要机械地分隔开来。
3. 在知识技能领域，考查学生是否认识功的概念；是否知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。
由于功的概念比较抽象，在初中阶段更多的是通过实例去让学生领悟，而并不着眼于功的定义。
4.中考试题通常用填空题、选择题、简答题、计算题当中的某一个题型考查这个二级主题所涉及的重点内容。
一般不会超过两个题型都考查这个主题。
分值在1—2分左右。
二、能量、能量的转化和转移主题内容评价水平层次说明评价水平层次三、能量、能量的转化和转移主题内容典型例题解剖【例题1】（2020四川自贡市）如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，观察(1)会发生什么现象： __________________；(2)解释所发生的现象：___________________。
【答案】(1) 塞子冲出去，管口出现了白雾。
（2）酒精燃烧时将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能，水蒸气的内能通过做功将内能转化为塞子机械能，使得塞子冲出去，塞子冲出时内能转化为机械能，内能减小，温度降低，水蒸气遇冷液化为小水珠，管口出现了白雾。
【解析】试管中的水蒸气把橡胶塞弹出（实验时注意安全），水蒸气对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化成了橡胶塞的机械能。
安培力做功与的能量转化胡新民 2015/1/26一、 安培力做正功如图，光滑水平导轨电阻不计，左端接有电源，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒mn 的电阻为R ，放在导轨上开关S 闭合后，金属棒将向右运动。
安培力做功情况：金属棒mn 所受安培力是变力，安培力做正功，由动能定理有K E W ∆=安 ①①式表明，安培力做功的结果引起金属棒mn 的机械能增加能量转化情况：对金属棒mn 、导轨、和电源组成的系统，电源的电能转化为金属棒的动能和内能，由能量的转化和守恒定律有Q E E K +∆=电 ②由①②两式得Q E W -电安= ③③式表明，计算安培力做功还可以通过能量转化的方法。
二、 安培力做负功如图所示，光滑水平导轨电阻不计，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒ab 的电阻为R ，以速度v 0向右运动，安培力做功情况：金属棒所受的安培力是变力，安培力对金属棒做负功，由动能定理有棒克服安培力做的功等于减少的动能即K E W ∆=-安 ①①式表明，安培力做功的结果引起金属棒的机械能减少。
能量转化的情况：金属棒ab 的动能转化为电能，由能量的转化和守恒定律有K E E ∆=-电 ②金属棒ab 相当于电源，产生的电能又转化为内能向外释放Q E =电 ③由①②③得Q W =安 ④④式说明，安培力做负功时，克服安培力做的功等于产生的内能。
这也是计算安培力做功的方法。
三、 一对安培力做功如图所示，光滑导轨电阻不计，处于竖直向下的匀强磁场中，金属棒mn 电阻为R1，放在导轨上，金属棒ab 电阻R2，以初速度0v 向右运动。
安培力对金属棒ab 做负功，对mn 做正功，由动能定理，有Kab E W ∆=-1安 ① Kmn E W ∆=2安②①、②两式表明，安培力做功使金属棒ab机械能减少，使金属棒mn 机械能增加。
对金属棒ab 、mn 、导轨组成的系统，金属棒ab 减少的动能转化为金属棒mn 的动能和回路的电能，回路的电能又转化为内能，由能量转化和守恒有电E E E Kmn Kab +∆=∆- ③Q E =电 ④由四式联立得Q W W =21-安安 ⑤⑤式说明，一对安培力做功的差等于系统对外释放的内能。
专题做功和能量的转化知识点回顾力和运动的相互关系是贯穿高中的一条主线，它要求用物体受力与运动方式总是相互联系的观点处理物理问题。
能量则是贯穿高中的另一条主线，因为透过物体形形色色的运动方式，每一种运动形式的本质都是其对应的能量转化，而在转化过程中一定符合能量守恒。
因此从能量的观点，利用功能关系或能量转化与守恒的方法处理问题问题，也能使物理问题变得方便、简洁。
知识点题型一：处理变加速运动高中物理常见的功与能量的转化公式物理意义W合=ΔE k合外力做的功等于物体动能该变量W除G=ΔE机除重力以外的外力做功等于物体机械能的该变量W f=ΔE内滑动摩擦力在相对位移中做的功等于系统内能的该变量W G=ΔE P重力对物体所做的功等于物体重力势能改版的负值W电=ΔE电电场力对电荷做的功等于电荷电势能改变的负值W电流=ΔE焦纯电阻电路中电流做的功等于电路产生的焦耳热W安=ΔE焦感应电流所受到的安培力做的功等于电路中产生的焦耳热由于利用功能关系处理问题时，不一定要考虑物体运动的具体细节，只要搞清物体运动过程中参与做功的力、各力做功的位移及做功的正负，另外搞清有多少类型的能量发生了转化，因此，利用能量关系在处理诸如变加速运动、曲线运动等物理问题时，优势更显突出。
【例1】如图所示，在竖直平面内有一个半径为R 且光滑的四分之一圆弧轨道AB ，轨道下端B 与水平面BCD 相切，BC 部分光滑且长度大于R ，C 点右边粗糙程度均匀且足够长。
现用手捏住一根长也为R 、质量为m 的柔软匀质细绳的上端，使绳子的下端与A 点等高，然后由静止释放绳子，让绳子沿轨道下滑。
重力加速度为g 。
求：（1）绳子前端到达C 点时的速度大小；（2）若绳子与粗糙平面间的动摩擦因数为μ（μ<1），绳子前段在过C 点后，滑行一段距离后停下，求这段距离。
【难度】★★★【答案】（1）3gR （2）322R Rμ+【解析】绳子由释放到前段C 点过程中，由机械能守恒得：221)5.0(c mv R R mg =+ 解得：gR v c 3=（2）绳子前段在过C 点后，滑行一段距离停下来，设这段距离为s ，因可能s ≤R ，也可能s >R ，故要对上述可能的两种情况进行分类讨论。
①设绳子停下时，s ≤R绳子前端滑过C 点后，其受到的摩擦力均匀增大，其平均值为12smg Rμ，由动能定理得，211022cs mg s mv R μ-⋅=-，把gR v c 3=代入上式解得：3s R μ=。
因为μ<1，得3s R >，与条件s ≤R 矛盾，故设绳子停下时s ≤R 不成立，即绳子停下时只能满足s >R②设绳子停下时，s >R所以绳子前端滑过C 点后，其摩擦力先均匀增大，其平均值为12mg μ，前端滑行R 后摩擦力不变，其值为μmg ，由动能定理得：211()022c mg R mg s R mv μμ-⋅--=-，把gR v c 3=代入上式解得：322R Rs μ=+点评：变加速运动——利用动能定理求解1、质量为m =的物体从原点出发沿x 轴运动，当x ＝0时物体的速度为4.0m/s 。
作用在物体上的合力F 随位移的变化情况如图所示。
则在第1个1m 的位移内合力对物体做的功W ＝_____J ；在x ＝0至x ＝5.0m 位移内，物体具有的最大动能是_____J 。
【难度】★★ 【答案】2；182、如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连。
弹簧处于自然长度时物块位于O 点（图中未标出）。
物块的质量为m ，AB ＝a ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ。
现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点，拉力做的功为W 。
撤去拉力后物块由静止向左运动，经O 点到达B 点时速度为零。
重力加速度为g 。
则上述过程中 （）（多选）A ．物块在A 点时，弹簧的弹性势能等于W －12μmgaB ．物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于W －32μmgaC ．经O 点时，物块的动能小于W －μmgaD ．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能 【难度】★★★ 【答案】BC课堂练习x/mF x123454－O3、如图所示，固定于同一条竖直线上的A 、B 是两个带等量异种电荷的点电荷，电荷量分别为＋Q 和－Q ，A 、B 相距为2d 。
MN 是竖直放置的光滑绝缘细杆，另有一个穿过细杆的带电小球p ，质量为m 、电荷量为+q （可视为点电荷，不影响电场的分布）。
现将小球p 从与点电荷A 等高的C 处由静止开始释放，小球p 向下运动到距C 点距离为d 的O 点时，速度为v 。
已知MN 与AB 之间的距离为d ，静电力常量为k ，重力加速度为g 。
求：（1）C 、O 间的电势差U CO ； （2）O 点处的电场强度E 的大小； （3）小球p 经过O 点时的加速度；（4）小球p 经过与点电荷B 等高的D 点时的速度。
【难度】★★【答案】（1）222mv mgd q -（2）222kQ d （3）222kQqg md+（4）2v 【解析】（1）小球p 由C 运动到O 时，由动能定理得： 2102CO mgd qU mv +=-222CO mv mgdU q-=（2）小球p 经过O 点时受力如图： 由库仑定律得：122(2)F F kd == 它们的合力为：1222cos45cos452kQqF F F d=︒+︒=O 点处的电场强度2F kQ E q == （3）由牛顿第二定律得： mg qE ma +=解得：2kQq a g =+（4）小球p 由O 运动到D 的过程，由动能定理得： 221122OD D mgd qU mv mv +=-由电场特点可知：CO OD U U =联立解得：2D v v =【例1】游乐场中有一种叫“空中飞椅”的设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋，若将人和座椅看成质点，简化为如图7所示的模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，已知绳长为l，质点的质量为m，转盘静止时悬绳与转轴间的距离为d。
让转盘由静止逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力及绳重，绳子不可伸长，则质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功为（）A．1(sin)tan(1cos) 2mg d l mglθθθ++-B．1tan(1cos) 2mgd mglθθ+-C．1(sin)tan 2mg d lθθ+D．1tan 2mgdθ【难度】★★【答案】A【例2】如下图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，存在着两个磁感应强度相等的匀强磁场，方向一个垂直斜面向上，另一个垂直斜面向下，宽度为L。
一个质量为m、边长也为L的正方形金属框以速度v进入磁场时，恰好做匀速直线运动。
若ab边到达gg′与ff′中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，且设金属框电阻为R。
则：（1）当ab边刚越过ff′时，线框的加速度值为多大（2）求金属框从开始进入磁场到ab边到达gg′与ff′中点的过程中产生的热量是多少【难度】★★★【答案】（1）3singθ（2）2 3sin15232 mgL mvθ+【解析】（1）当ab边刚进入磁场时，分析线框的受力情况，线框受到G、N、F A的作用，根据题意，线框以速度v刚进入上边磁场时恰好做匀速直线运动，线框受力平衡，即22sinB L v mg BILRθ==，题型二：多种能量参与转化22sin mgRv B Lθ=； 当线框刚越过ff ′时的速度跟线框刚进入磁场时的速度大小相等，但因线框处在两个磁场中，线框有两个电动势，此时线框两条边受安培力，根据牛顿第二定律得：sin 2mg BIL ma θ-=，224sin B L v mg ma R θ-=，代入22sin mgRv B Lθ=，得3sin a g θ=-（2）当线框ab 边到达gg ′与ff ′中间位置时，线框又恰好做匀速直线运动，设此时线框的速度为v ′，此时线框的ab 边和cd 边均受到安培力的作用，且回路中的电动势为2E BLv ''=，根据平衡条件可得：224sin 2B L v mg BIL Rθ'==；该过程中产生的热量，根据动能定律可得：22311sin 222A F mg L W mv mv θ'⋅+=-，23sin 15232AF mgL mv W θ=--所以产生的热量23sin 15232AF mgL mv Q W θ=-=+1、如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q （可视为质点）固定在光滑绝缘斜面上的M 点，且在通过弹簧中心的直线ab 上。
现把与Q 大小相同，电性相同的小球P ，从直线ab 上的N 点由静止释放，在小球P 与弹簧接触到速度变为零的过程中，以下说法正确的是（）（多选）A ．小球P 、小球Q 、弹簧、还有地球组成系统的机械能不守恒B ．小球P 和弹簧的机械能守恒，且P 速度最大时所受弹力与库仑力的合力最大C ．小球P 的动能、与地球间重力势能、与小球Q 间电势能和弹簧弹性势能的总和不变D ．小球P 的速度先增大后减小 【答案】ACD课堂练习2、如图所示，将边长为a 、质量为m 、电阻为R 的正方形导线框竖直向上抛出，穿过宽度为b 、磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场的方向垂直纸面向里。
线框向上离开磁场时的速度刚好是进人磁场时速度的一半，线框离开磁场后继续上升一段高度，然后落下并匀速进人磁场。
整个运动过程中始终存在着大小恒定的空气阻力f 且线框不发生转动。
求：（1）线框在下落阶段匀速进人磁场时的速度v 2； （2）线框在上升阶段刚离开磁场时的速度v 1； （3）线框在上升阶段通过磁场过程中产生的焦耳热Q【答案】（1）22()mg f RB a -（2（3）2443()()()()2m mg f mg f R mg b a f b a B a +--+-+【解析】（1）由于线框匀速进入磁场，则合力为零。
有22B a vmg f R=+ 解得：22()mg f Rv B a-= （2）设线框离开磁场能上升的最大高度为h ，则从刚离开磁场到刚落回磁场的过程中 211()2mg f h mv +=221()2mg f h mv -=解得：12v ==（3）在线框向上刚进入磁场到刚离开磁场的过程中，根据能量守恒定律可得 221111(2)()()22m v mv mg b a Q f b a =+++++ 解得：2443()()()()2m mg f mg f R Q mg b a f b a B a +-=-+-+ba3、如图所示，竖直平面内有足够长的光滑的两条竖直平行金属导轨，上端接有一个定值电阻R 0，两导轨间的距离L =2m ，在虚线的区域内有与导轨平面垂直的匀强磁场，磁感应强度B =，虚线间的高度h =1m 。
