功和機(jī)械能第1節(jié)功

功和機(jī)械能第1節(jié)功CATALOGUE目錄功的定義功的物理意義功的計(jì)算方法機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒01功的定義

力的方向與位移方向的關(guān)系當(dāng)力與位移方向垂直時(shí)，力不做功。當(dāng)力與位移方向一致時(shí)，力做正功。當(dāng)力與位移方向相反時(shí)，力做負(fù)功。010204功的計(jì)算公式功的計(jì)算公式為：W=F*s*cosθ，其中F為力的大小，s為位移大小，θ為力與位移方向的夾角。當(dāng)θ=90°時(shí)，cosθ=0，此時(shí)力不做功。當(dāng)θ=0°時(shí)，cosθ=1，此時(shí)力做正功。當(dāng)θ=180°時(shí)，cosθ=-1，此時(shí)力做負(fù)功。030102正功和負(fù)功的意義負(fù)功表示力對(duì)物體做負(fù)方向的功，使物體失去動(dòng)能或勢能。正功表示力對(duì)物體做正方向的功，使物體獲得動(dòng)能或勢能。02功的物理意義功是描述力在空間上的累積效應(yīng)的物理量，它表示力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的效應(yīng)。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即當(dāng)力作用在物體上，使物體在力的方向上移動(dòng)一段距離時(shí)，這個(gè)力就對(duì)物體做了功，同時(shí)伴隨著能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化。功是物理過程中能量轉(zhuǎn)化數(shù)量的客觀描述，是能量轉(zhuǎn)化的量度。功是能量轉(zhuǎn)化的量度功是能量轉(zhuǎn)化的量度，即當(dāng)力對(duì)物體做功時(shí)，物體的能量會(huì)發(fā)生變化。功的大小等于力與物體在力的方向上移動(dòng)距離的乘積，即$W=Fscostheta$。當(dāng)$theta=90^circ$時(shí)，即力與物體運(yùn)動(dòng)方向垂直，該力不做功；當(dāng)$theta<90^circ$時(shí)，力有部分做功；當(dāng)$theta=0^circ$時(shí)，即力與物體運(yùn)動(dòng)方向一致，該力做功最大。功與能量變化的關(guān)系在經(jīng)典力學(xué)中，功是描述力在時(shí)間上的累積效應(yīng)的物理量，與動(dòng)量、沖量等物理量有密切關(guān)系。在熱力學(xué)中，功是熱能與其他形式能量之間轉(zhuǎn)化的量度，與熱量、溫度等物理量有密切關(guān)系。功是描述力在空間上的累積效應(yīng)的物理量，與沖量、動(dòng)量等物理量有密切關(guān)系。功與其他物理量的關(guān)系03功的計(jì)算方法恒力做功是指力的大小和方向都不變的力所做的功。定義計(jì)算公式說明$W=Fscostheta$，其中$F$是力的大小，$s$是位移大小，$theta$是力與位移之間的夾角。當(dāng)$theta=0^circ$時(shí)，恒力做功的公式簡化為$W=Fs$。030201恒力做功的計(jì)算變力做功是指力的大小或方向變化的力所做的功。定義將變力的作用過程分成若干個(gè)微小段，每一段近似認(rèn)為恒力做功，然后求和得到總功。計(jì)算方法$W=intF(x)dx$，其中$F(x)$是變力關(guān)于位移的函數(shù)表達(dá)式。計(jì)算公式變力做功的計(jì)算分段計(jì)算法是指將變力的作用過程分成若干個(gè)等長的微小段，每一段近似認(rèn)為恒力做功，然后求和得到總功的方法。定義適用于力的大小和方向發(fā)生變化，但變化不大的情況。適用范圍將每一段的位移和對(duì)應(yīng)的力代入恒力做功的公式中進(jìn)行計(jì)算，然后將各段的功相加得到總功。計(jì)算公式分段計(jì)算法04機(jī)械能的轉(zhuǎn)化與守恒適用范圍適用于沒有外力做功或外力做功為零的孤立系統(tǒng)。定律表述機(jī)械能守恒定律是指在一個(gè)封閉的力學(xué)系統(tǒng)中，外力對(duì)系統(tǒng)所做的功為零時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變。數(shù)學(xué)表達(dá)若系統(tǒng)的初態(tài)機(jī)械能為E1，末態(tài)機(jī)械能為E2，則有E1=E2。機(jī)械能守恒定律123在摩擦力做功的過程中，機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機(jī)械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化在電機(jī)或發(fā)電機(jī)中，機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為電能。機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)化在燃料電池中，化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能和機(jī)械能。機(jī)械能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化機(jī)械能與其他能量的轉(zhuǎn)化系統(tǒng)只有重力或彈力做功，或外力對(duì)系統(tǒng)所做的功為零。條件機(jī)械能守恒定律是能量守恒定律的一種