高中物理专题讲座 .pdf

高中物理专题讲座

第二讲能和功

一能量、功和功率

1能量（E）：物体有做功本领的物理量。

自然界中存在着多种运动形式，各种不同的运动形式有不同的能量形式。如：

机械能、内能、电磁能、核能等等。当运动从一种形式转化为另一种形式时，

能量也从一种形式转化为另一种形式，并保持守恒。这是能量最本质的特征，

是自然界中一个普遍规律——能量转化和守恒定律。

能量的单位：焦耳（J）

能量是个标量，也是个状态量！

2机械能

1）动能（EK）：物体由于机械运动而具有的能量。

大小：

1

Emv2

K2

2）势能（EP）:当物体间存在相互作用力时，由于物体间相对位置不同而具

有的能。

A.重力势能：是由于物体和地球之间的万有引力作用而产生的。

大小：

Emgh

p

重力势能的大小是相对的，它的大小与零参考面的选择有关。

重力是个保守力，重力对物体做功与路径无关，只与起始与终点的高度差有关。

B.弹性势能：

物体由于发生了弹性形变而具有的势能。（中学阶段不讨论弹性势能的大小）

3）机械能

动能和势能的总和称为机械能

E=E+E

KP

3.功（W）：是能量变化的量度

功是力的作用的一种积累效应（对空间的积累效应）

若物体在恒力F作用下产生了位移S，则力F做的功为



WFScos



式中是F与S的夹角

功是标量，又是个过程量！

例1：如图所示，质量为m的物块始终静止在倾角为的斜面上，下列说法中正

确的是（ABC）

m

θ

A.若斜面向右匀速移动距离s，斜面对物块没有做功

B.若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs

C.若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物体做功mas

D.若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物体做功m(g+a)s

分析：

以物块m为研究对象，物体受三个力作用——重力、斜面的支持力和静摩

擦力。若物块与斜面一起向右匀速移动，物块处于平衡状态，斜面对物体的作

用力竖直向上，而物块的位移水平向右，所以斜面对物块没有做功——A正确；

若斜面向上匀速运动，斜面对物体的作用力竖直向上，大小为mg，所以斜

面对物体做功mgs——B正确；

若斜面向左以加速度a运动，斜面对物块作用力的竖直分力与重力平衡，

水平分力所产生的加速度为a，所以有W=mas——C正确；

若斜面向下以加速度a运动，有mg-F=ma，则F=mg-ma，方向竖直向上，所

以斜面对物块做功W=-Fs＝－m(g-a)s。

例2：一个物体静止在光滑的水平面上，先对物体施加一水平向右的恒力F1，

经过时间t后撤去F1，立即再对它施加一水平向左的恒力F2，又经t秒后物

体返回到出发点。在这一过程中，力F和F对物体做功之比为多少？

12

分析：由条件可知F1：F2＝1：3

而二力作用所对应的位移大小相等S1＝S2

所以二力做功W1：W2＝1：3

小结1：在计算功时，一定要搞清哪个力对物体做功，并且力对物体做功多少只

由F、S、a这三个因素决定，跟物体运动的性质无关。

例3：如图所示，把绳子的一端A固定在斜面顶端，另一端B绕过动滑轮后，用

力F竖直向上拉动，不计绳子和动滑轮的质量，且物体质量m=4千克，拉力F=20

牛，斜面倾角q＝30°，物体在拉力作用下沿斜面向上滑动2米，则拉力F所做

的功为多少焦耳？

F

A

B60

30

解法一：

0

WFscos30

0