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功和能

物理学中把力和物体在力的方向

功和能

机械功
定义
物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功，简称功。
如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说这个力做了功。
公式
W=F·s W：功 F：力 s：位移
功和能的应用
公式
⒈功：W=Fscosα（定义式）{W：功（J），F：恒力（N），s：位移（m），α：F、s间的夹角}
⒉。重力做功：Wab=mgHab m：物体的质量，g=9.8N/kg≈10N/kg，Hab：a与b高度差（Hab=Ha-Hb）
⒊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
⒋电功：W=UIt（普适式） U：电压（V），I：电流（A），t：通电时间（s）
⒌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）
⒍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}
⒎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）
⒏电功率：P=UI（普适式） {U：电路电压（V），I：电路电流（A）}
⒐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）}
⒑纯电阻电路中I=U/R；P=UI=U2/R=I2R；Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
⒒动能：Ek=mv^2/2 {Ek：动能（J），m：物体质量（kg），v：物体瞬时速度（m/s）}
⒓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）}
⒔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）}
⒕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：动能变化ΔEK=（mvt2/2-mvo2/2）}
⒖机械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
⒗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
17.功能原理
W动-W阻=ΔE(W不包括弹力、重力做功)
补充说明
⑴功率大小表示做功快慢，做功多少表示能量转化多少；
⑵O0≤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）；
⑶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
⑷重力做功和电场力做功均与路径无关（见2、3两式）；⑸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；⑹能的其它单位换算：1kWh（度）=3.6×106J，1eV=1.60×10-19J；*⑺弹簧弹性势能E=kx2/2，与劲度系数和形变量有关。
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