做功的过程是物体能量的转化过程,做了多少功,就有多少能量发生了变化,功是能量转化的量度.
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(1)动能定理
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合外力对物体做的总功等于物体动能的增量.即
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(2)与势能相关力做功
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导致与之相关的势能变化
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重力
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重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加.重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值.即WG=EP1—EP2= —ΔEP
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弹簧弹力
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弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加.
弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值.即W弹力=EP1—EP2= —ΔEP
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分子力
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分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值
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电场力
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电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。注意:电荷的正负及移动方向
电场力对电荷所做的功=电荷电势能增量的负值
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(3)机械能变化原因
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除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即WF=E2—E1=ΔE
当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时,即机械能守恒
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(4)机械能守恒定律
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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,
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或 ΔEK = —ΔEP
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(5)静摩擦力做功的特点
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(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;
(2)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的互相转移,而没有机械能与其他形式的能的转化,静摩擦力只起着传递机械能的作用;
(3)相互摩擦的系统内,一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零.
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(6)滑动摩擦力做功特点
“摩擦所产生的热”
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(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;
=滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积,即一对滑动摩擦力所做的功
(2)相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功,
其大小为:W= —fS相对=Q 对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能,
(S相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S相对为相对运动的路程)
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(7)一对作用力与反作用力做功的特点
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(1)作用力做正功时,反作用力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;作用力做负功、不做功时,反作用力亦同样如此.
(2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零.
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(8)热学
外界对气体做功
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外界对气体所做的功W与气体从外界所吸收的热量Q的和=气体内能的变化W+Q=△U (热力学第一定律,能的转化守恒定律)
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(9)电场力做功
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W=qu=qEd=F电SE (与路径无关)
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(10)电流做功
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(1)在纯电阻电路中
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(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 >
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(11)安培力做功
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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)
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(12)洛仑兹力永不做功
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洛仑兹力只改变速度的方向
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(13)光学
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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+
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(14)原子物理
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原子辐射光子的能量hγ=E初—E末,原子吸收光子的能量hγ= E末—E初
爱因斯坦质能方程:E=mc2
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(15)能量转化和守恒定律
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对于所有参与相互作用的物体所组成的系统,其中每一个物体的能量的数值及形式都可能发生变化,但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变
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