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知识结构
重点难点
一、对功率的认识
1. 功率是描述做功快慢的物理量
由P=W/t 可知，功率的大小只与其“比值”有直接联系，与做功多少和时间长短无直接联系．比较功率的大小，要比较功与完成这些功所用时间之“比值”，“比值”大，功率就大，做功就快，“比值”小，功率就小，做功就慢．
物体做功功率是描述物体做功的一个状态；做功的多少是一个过程，所以也不能说功率大，做功就多．物体做功多少是做功物体在做功过程中的一个积累，随着做功过程的积累时间越长，这个物体做功就越多，W=Pt，t 就是一个积累的意思．即P在时间t 上的积累就是物体做功的多少．
2.对力的功率的认识
由P=W／t、W=Fs cosα 可得，P=Fvcosα，此式中α 为力F 与速度v 之间的夹角．把vcos α 作整体来看是物体在力的方向上的分速度，即：作用在物体上的力与物体在力的方向上的分速度的乘积叫做力的功率．
对一个动力机械，当功率P 一定时，由P=Fvcos α 可知：降低运动速度可以增大牵引力；反过来，若阻力很小，可以加快运动速度．这一点在各种机械设备中有着广泛的应用．
任何机械都有一个标牌，标牌上所注功率为这部机械的额定功率．它是提供人们对机械进行选择、配置的一个重要参数，它反映了机械的做功能力或机械所能承担的“任务”．机械运行过程中的功率是实际功率．机械的实际功率可以小于其额定功率(称机械没吃饱)，可以等于其额定功率(称满负荷运行)，还可以在短时间内略大于其额定功率(称超负荷运行)．机械不能长时间处于超负荷运行，那样会损坏机械设备，缩短其使用寿命．
二、功的物理含义
关于功我们不仅要从定义式W=Fs cos α 进行理解和计算， 还应理解它的物理含义． 功是能量转化的量度，即：做功的过程是能量的一个转化过程，这个过程做了多少功，就有多少能量发生了转化．对物体做正功，物体的能量增加．做了多少正功，物体的能量就增加了多少；对物体做负功，也称物体克服阻力做功，物体的能量减少，做了多少负功，物体的能量就减少多少．因此功的正、负表示能的转化情况，表示物体是输入了能量还是输出了能量．
三、对动能的认识
1．动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应．动能是标量．它只有大小，没有方向，而且物体的动能总是大于等于零，不会出现负值．
动能是相对的，它与参照物的选取密切相关．如行驶中的汽车上的物品，对汽车上的乘客，物品动能是零；但对路边的行人，物品的动能就不为零．
2．外力对物体做功与物体动能的关系：
外力对物体做正功，物体的动能增加，这一外力有助于物体的运动，是动力；外力对物体做负功，物体的动能减少，这一外力是阻碍物体的运动，是阻力，外力对物体做负功往往又称物体克服阻力做功． 功是能量转化的量度，外力对物体做了多少功；就有多少动能与其它形式的能发生了转化．所以外力对物体所做的功就等于物体动能的变化量．即 ．
四、对重力势能的认识
1．重力势能是物体和地球这一系统共同所有，单独一个物体谈不上具有势能．即：如果没有地球，物体谈不上有重力势能．平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上的简称．
重力势能是相对的，它随参考点的选择不同而不同，要说明物体具有多少重力势能，首先要指明参考点(即零点)．
2．重力势能是标量，它没有方向．但是重力势能有正、负．此处正、负不是表示方向，而是表示比零点的能量状态高还是低．势能大于零表示比零点的能量状态高，势能小于零表示比零点的能量状态低．零点的选择不同虽对势能值表述不同，但对物理过程没有影响．即势能是相对的，势能的变化是绝对的，势能的变化与零点的选择无关．
3．重力做功与重力势能
重力做正功，物体高度下降，重力势能降低；重力做负功，物体高度上升，重力势能升高．可以证明，重力做功与路径无关，由物体所受的重力和物体初、末位置所在水平面的高度差决定，即：WG=mg△h．所以重力做的功等于重力势能增量的负值，即WG= - △Ep= -（mgh1-mgh2）．
五、对机械能守恒条件的认识
如果没有摩擦和介质阻力，物体只发生动能和势能的相互转化时，机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律．没有摩擦和介质阻力，这是守恒条件．具体的讲，如果一个物理过程只有重力做功，是重力势能和动能之间发生相互转化，没有与其它形式的能发生转化，物体的动能和重力势能总和保持不变．如果只有弹簧的弹力做功，弹簧与物体这一系统，弹性势能与动能之间发生相互转化，不与其它形式的能发生转化，所以弹性势能和动能总和保持不变．分析一个物理过程是不是满足机械能守恒，关键是分析这一过程中有哪些力参与了做功，这一力做功是什么形式的能转化成什么形式的能．如果只是动能和势能的相互转化，而没有与其它形式的能发生转化，则机械能总和不变．如果没有力做功，不发生能的转化，机械能当然也不发生变化．
六、关于功的四个基本问题
1．做功与否的判断问题
物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生位移，我们就说力对物体做了功．
可见做功与否的判断，依据的是功的两个要素：力与力的方向上的位移．
2．做功多少的计算问题
做功多少是根据功的公式来计算的，功的公式为：
W =Fscos
其中各个物理量的含义如下：F 是做功的力；s 是力F 所作用的那个物体的位移；而 则是力F与位移s 的夹角．
3．做功快慢的描述问题
做功的快慢程度用功率来描述，功率的定义式是
P =
功率的导出式是
P =Fv cos
前者用于计算某段时间内的平均功率，后者则用于计算某个时刻的瞬时功率．
4．做功意义的理解问题
做功意味着什么？做功意味着能量的转化．做功的过程必然伴随着能量的化；做多少功能量就转化多少；不同性质的力做功伴随着的是不同形式的能量的转化．
七、关于动能与动量的比较
1．动能和动量都是由质量和速度共同决定的物理量；
2．动能和动量都是用于描述物体机械运动的状态量；
3．动能是标量，动量是矢量；
4．动能决定了物体克服一定的阻力能运动多么远；动量则决定着物体克服一定的阻力能运动多长时间；
5．动能是从能量观点出发描述机械运动的，动量是从机械运动本身出发描述机械运动状态的；
八、关于机械能守恒条件的表述
如果只有重力做功，则物体的机械能守恒．
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