本篇文章旨在幫你建立功和能的概念，進(jìn)一步梳理功能關(guān)系。

一：興趣鋪墊——能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)過程

1.俄國化學(xué)家蓋斯于1836年發(fā)現(xiàn)，任何一個化學(xué)反應(yīng)，不論是一步完成，還是幾步完成，放出的總熱量相同，即證明了能量在化學(xué)反應(yīng)中是守恒的，被認(rèn)為是能量守恒定律的先驅(qū)。

2.焦耳在1840年發(fā)現(xiàn)：將通電的金屬絲放入水中，通電導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度的平方，導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比，也就是焦耳定律。他又發(fā)現(xiàn)無論化學(xué)能，電能所產(chǎn)生的熱都相當(dāng)于一定功(比方說石塊從高處下落，重力做的功)。也就是說：電能和化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能。

3.邁爾作為一名醫(yī)生，在1840年去爪哇的航行中，由于考慮動物體溫問題而對物理學(xué)發(fā)生了興趣。邁爾思考到：身體內(nèi)食物轉(zhuǎn)化為熱量，而且身體能夠做功這個事實。從而得出結(jié)論，熱和功是能夠相互轉(zhuǎn)化的。他到處演說：“你們看，太陽揮灑著光與熱，地球上的植物吸收了它們，并生出化學(xué)物質(zhì)，動物吸收化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為熱量供動物對外做功……”

邁爾又注意到當(dāng)時許多人進(jìn)行永動機(jī)的實驗都以失敗而告終，這些使他猜想“機(jī)械功根本不可能產(chǎn)生于無”。

1842年，邁爾在《關(guān)于無機(jī)界的力的看法》中說道：“人們發(fā)現(xiàn)，一重物從大約365米高處下落所做的功，相當(dāng)于把同重量的水從0℃升到1℃所需的熱量?！睓C(jī)械的熱功當(dāng)量在這篇文章中得到第一次說明。

4.德國生理學(xué)家亥姆霍茲，在不了解邁爾和焦耳的研究情況下，從永動機(jī)不可能出發(fā)，思考自然界不同能量間的相互關(guān)系。分析了在電、磁和生物機(jī)體中的能量的守恒問題，系統(tǒng)地完整地綜合了能量守恒理論。

能量守恒定律：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其它物體，而能量的總量保持不變。

二：知識梳理

1功：功，也叫機(jī)械功。如果一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，我們就說這個力對物體做了功。（比方說：傳送帶上的貨物，在傳送帶的摩擦力作用下向前移動。貨物在吊車的拉力作用下向上移動。）功的大小是力和力在力的方向上通過位移的乘積。

2能量：能量是表征物理系統(tǒng)做功的本領(lǐng)的量度，即物體具有能量則物體具有對外做功的本領(lǐng)。能量以多種不同的形式存在；能量可分為機(jī)械能、化學(xué)能、熱能、電能、核能、光能、潮汐能等。

高中物理我們主要研究的是：機(jī)械能包括：重力勢能，彈性勢能，動能和電勢能。它們又可以分成為勢能和動能。

勢能：物體由于所處的空間而具有的能量。比方說：舉到髙處的打樁機(jī)重錘具有勢能；張開的弓具有勢能，故在釋放能時對箭做功，將它射向目標(biāo)。在高中物理我們研究的勢能主要有：重力勢能，電勢能，彈性勢能。

重力勢能:是物體處于某個高度由于受到重力作用而擁有的能量。對于重力勢能，其大小由地球和地面上物體的相對位置決定。物體的質(zhì)量越大、相對的位置越高、做的功越多，從而使物體具有的重力勢能變大，它的表達(dá)式為：Ep=mgh。

電勢能是處于電場的電荷由于受電場力所具有的勢能

動能：物體由于運動而具有的能量。它的大小為物體質(zhì)量與速度平方乘積的二分之一。

三：解題步驟

功和能的關(guān)系——做功就是能量的轉(zhuǎn)化。具體解題過程應(yīng)用的定律主要有兩個。

1能量守恒 可表述為：在孤立系統(tǒng)中，能量從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，從一個物體傳遞到另一個物體，在轉(zhuǎn)換和傳遞的過程中，各種形式、各個物體的能量的總和保持不變。整個自然界也可看成一個孤立系統(tǒng)，而表述為自然界中能量可不斷轉(zhuǎn)換和傳遞，但總量保持不變。

2動能定理：合外力對物體所做的功，等于物體動能的變化量。

解題步驟：

a明確研究對象

b對研究對象受力分析

c確定物體所具有的能量

d利用能量守恒解題 初始總能量=末態(tài)總能量

利用動能定理解題