【初二物理】做功是什么意思?

2021-11-04 汽车 237阅读
做功是能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。不同形式的能量之间可以相互转化:“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为热能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转化过程。
在力学中,做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离。当一个力作用在物体上,并使物体在力的方向上通过了一段距离,就说这个力对物体做了功。例如一个人提着一桶水站着不动,或者用力推一辆静止的汽车但没有推动,由于这桶水或汽车的位移S=0,根据W=FScosα,这人所做的功W=0,尽管这个人费了很大力气,却没有做功。功不存在方向问题,但有正负之分,当α>90°时,cosα<0,所以W<0,这就是力F做负功的情形。此时力F的方向大致与物体运动的方向相反,力F是阻碍物体运动的力(这时力F也称为阻力),这时我们说力F对物体做负功,W取负值;或者说运动物体克服阻力做了功,这时W取绝对值。当α<90°时,cosα>0,所以W>0,这就是力F做正功的情形。此时力F的方向大致与物体运动的方向相同,力F是推动物体运动的力(这时力F也称为动力),当α=90°时,cosα=0,所以W=0,这说明与位移方向垂直的力不做功。例如一个物体在粗糙的水平面上匀速滑行,动力和摩擦力分别做正功和负功,重力和支持力所做的功为零。
电流做功过程是电能转化为其他形式能的过程。电流做了多少功,就有多少电能转化成其他形式的能。电功的基本计算公式:电流通过一段导体所做的功等于这段导体两端的电压,通过导体的电流和通过时间的成积。即W=UIt。电能电功的单位是焦耳,用符号J表示;生活中的常用单位是千瓦时(KW.h);某些用电器利用电流做功,产生电热,电热符号为Q单位为J,电热公式:Q=IIRT(电流的平方*电阻*通电时间)。
再举个例子说明能量是怎样转换的:火力发电厂发电过程中的能量转化过程是,煤炭燃烧的化学能通过锅炉转化为高温高压的过热蒸汽的热能,高温高压的过热蒸汽通过汽轮机转化为转子的旋转机械能,机械能再通过发电机转化为电能。
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