高中物理功人教版必修2目錄CONTENTS功的基本概念與性質(zhì)恒力作用下的功變力作用下的功摩擦力做功與機(jī)械能守恒曲線運(yùn)動(dòng)中的功與能轉(zhuǎn)化功率與效率01功的基本概念與性質(zhì)功是力在空間上的積累效果，即力與物體在力的方向上發(fā)生位移的乘積。功的定義功是能量轉(zhuǎn)化的量度，表示力對(duì)物體做功的能力，反映了物體在力的作用下能量狀態(tài)的變化。物理意義功的定義及物理意義標(biāo)量性功只有大小，沒有方向，是標(biāo)量。矢量性力和位移都是矢量，但功是標(biāo)量，因?yàn)楣χ豢紤]力的大小和位移的大小，而不考慮它們的方向。功的標(biāo)量與矢量性質(zhì)正功負(fù)功零功正功、負(fù)功及零功當(dāng)力與物體位移的方向相同時(shí)，力對(duì)物體做正功，此時(shí)物體的動(dòng)能增加。當(dāng)力與物體位移的方向相反時(shí)，力對(duì)物體做負(fù)功，此時(shí)物體的動(dòng)能減少。當(dāng)力與物體位移的方向垂直時(shí)，力對(duì)物體不做功，即零功。此時(shí)物體的動(dòng)能不變。02恒力作用下的功恒力作用下物體沿力的方向發(fā)生的位移與力的乘積。$W=Fscostheta$，其中$W$為恒力做的功，$F$為恒力的大小，$s$為物體沿力的方向發(fā)生的位移，$theta$為力與位移之間的夾角。恒力做功的計(jì)算公式計(jì)算公式恒力做功的定義在坐標(biāo)系中，以橫軸表示位移，縱軸表示恒力做的功，可以繪制出恒力做功與位移的關(guān)系圖像。圖像表示方法圖像是一條直線，斜率等于恒力的大小，截距表示初始條件下的功。圖像特點(diǎn)恒力做功的圖像表示動(dòng)能定理合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量。恒力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系在只有恒力做功的情況下，恒力做的功等于物體動(dòng)能的增量。如果恒力做正功，則物體的動(dòng)能增加；如果恒力做負(fù)功，則物體的動(dòng)能減少。恒力做功與物體動(dòng)能變化關(guān)系03變力作用下的功將物體的運(yùn)動(dòng)過程劃分為很多小段，每一小段內(nèi)力的變化很小，可近似看做恒力，求出每一小段內(nèi)該力所做的功，然后累加起來就得出該變力做的總功。微元法根據(jù)變力做功與物體位移的圖像關(guān)系，求出變力做的功。圖像法在某些問題中，由于變力做功難以直接求解，但可以根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解。動(dòng)能定理法變力做功的計(jì)算方法根據(jù)動(dòng)能定理，合外力對(duì)物體做的總功等于物體動(dòng)能的變化量。變力做功等于物體動(dòng)能的變化量與恒力做功不同，變力做功與物體的運(yùn)動(dòng)路徑有關(guān)。變力做功與路徑有關(guān)變力做功與物體動(dòng)能變化關(guān)系

彈性勢(shì)能及其與功的關(guān)系彈性勢(shì)能的概念發(fā)生彈性形變的物體具有的勢(shì)能稱為彈性勢(shì)能。彈性勢(shì)能與功的關(guān)系彈力做功等于彈性勢(shì)能的減少量，即彈力做正功時(shí)，彈性勢(shì)能減少；彈力做負(fù)功時(shí)，彈性勢(shì)能增加。彈性勢(shì)能的計(jì)算對(duì)于彈簧等彈性體，其彈性勢(shì)能可以根據(jù)形變量和勁度系數(shù)計(jì)算得出。04摩擦力做功與機(jī)械能守恒摩擦力做功的特點(diǎn)計(jì)算方法摩擦力做功的特點(diǎn)及計(jì)算方法恒力做功通常用功的定義式$W=Fscosalpha$求解（$alpha$為$F$與$s$的夾角），變力做功往往用動(dòng)能定理求解。摩擦力做功與路徑有關(guān)，滑動(dòng)摩擦力可以對(duì)物體做正功，也可以對(duì)物體做負(fù)功，還可以不做功（比如將物體輕輕放在水平運(yùn)動(dòng)的傳送帶上，物體受到的滑動(dòng)摩擦力對(duì)其不做功）。機(jī)械能守恒定律及其條件機(jī)械能守恒定律在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)（或者不受其他外力的作用下），物體系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能（包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總能量保持不變。機(jī)械能守恒的條件只有重力或彈力做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零。單擺運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，但總的機(jī)械能保持不變。單擺運(yùn)動(dòng)彈簧振子運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng)彈簧振子在振動(dòng)過程中，彈性勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變。自由落體運(yùn)動(dòng)中，物體只受重力作用，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，但總的機(jī)械能保持不變。030201機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用舉例05曲線運(yùn)動(dòng)中的功與能轉(zhuǎn)化將曲線運(yùn)動(dòng)軌跡劃分為許多小段，每小段上可近似看作直線運(yùn)動(dòng)，從而求出每小段上的功，再求和得到總功。微元法利用向量運(yùn)算規(guī)則，將力向量與位移向量進(jìn)行點(diǎn)乘運(yùn)算，得到功的數(shù)值。向量法通過動(dòng)能定理等規(guī)律間接求出功的大小。間接法曲線運(yùn)動(dòng)中的功的計(jì)算方法合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化量。動(dòng)能定理表達(dá)式確定研究對(duì)象和研究過程；分析受力情況，明確各力做功情況；根據(jù)動(dòng)能定理列方程求解。應(yīng)用步驟動(dòng)能定理適用于恒力和變力做功；對(duì)于變力做功，可以通過動(dòng)能定理間接求解。注意事項(xiàng)動(dòng)能定理在曲線運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用重力勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化在曲線運(yùn)動(dòng)中，物體的高度發(fā)生變化時(shí)，重力勢(shì)能隨之改變，同時(shí)動(dòng)能也相應(yīng)變化。當(dāng)物體高度降低時(shí)，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加；反之亦然。彈性勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化在涉及彈簧等彈性元件的曲線運(yùn)動(dòng)中，彈性勢(shì)能與動(dòng)能之間也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)化。當(dāng)彈簧被壓縮或拉伸時(shí)，彈性勢(shì)能增加，同時(shí)動(dòng)能減少；當(dāng)彈簧恢復(fù)原狀時(shí)，彈性勢(shì)能減小，動(dòng)能增加。重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能在曲線運(yùn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)化06功率與效率功率的定義功率的計(jì)算公式功率的定義及計(jì)算公式功率是描述做功快慢的物理量，指單位時(shí)間內(nèi)所做的功。$P=frac{W}{t}$，其中$P$為功率，$W$為所做的功，$t$為做功所需時(shí)間。機(jī)器的功率01指機(jī)器在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，反映了機(jī)器做功的快慢。機(jī)器的效率02指機(jī)器在給定時(shí)間內(nèi)所做的有用功與總功之比，反映了機(jī)器的能量利用效率。功率與效率的關(guān)系03功率和效率是兩個(gè)不同的物理量，它們之間沒有直接的數(shù)學(xué)關(guān)系。但是，高效率的機(jī)器往往能夠在相同時(shí)間內(nèi)完成更多的有用功，從而表現(xiàn)出更高的功率。機(jī)器的功率與效率的關(guān)系01020304改進(jìn)機(jī)器設(shè)計(jì)使用優(yōu)質(zhì)燃料加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)合理操作使用提高機(jī)器效率的途徑和方