做功的实质是什么
做功的实质是什么的答案是:能量的转化
做功的实质是能量的转化。做功是能量由一种形式转化为另一种的形式的过程。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。经典力学的定义: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,力学中就说这个力对物体做了功。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。
能量的转化,通常是通过做功来实现的,因此,电流通过用电器使其工作的过程,就是电流做功的过程,从而实现把电能转化为我们所需要的其他形式的能。
电功国际单位:焦耳。符号:J。常用单位:千瓦时、度。一度电=1kWh=3600000J。千瓦时物理意义:功率为一千瓦的用电器,正常工作1小时耗电一度。
在电压和通电时间相同时,电流越大,做功越多;在电流和通电时间相同时,电压越大,做功越多’在电流和电压相同时,通电时间越长,做功越多。
在并联电路中(或电压一定时),电功W与电阻R大大小成反比;在串联电路中(或电流一定时),电功W与电阻R成正比。
功是标量,不存在方向问题,但有正负之分。
1、当90°u003cαu003c180°时,cosαu003c0 , 所以Wu003c0,这就是力F做负功的情形。
此时力F的方向或力F在位移方向的投影与物体运动的方向相反,力F是阻碍物体运动的力(力F也称为阻力),这时力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。
2、当o°u003cαu003c90°时,cosαu003e0 , 所以Wu003e0,这就是力F做正功的情形。
此时力F的方向或力F在位移方向的投影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)。
3、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。
从牛顿第二定律来看,方向与物体位移方向相同的力使物体加速,方向与物体位移方向相反的力使物体减速,垂直于位移方向的力对于物体在该位移上的加速度没有影响,从功的观点来看,分别对应于正功、负功和零。功的正负不影响功的大小如-10Ju003c-20J。
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