初中物理 · 力 · 功与能

推球上坡,
速度怎么成高度?

滚动的球冲上斜面:越往上越慢,但爬得越高——不是能量消失,而是从动能变成重力势能。做功,就是能量转移的方式。

向下滑动 · 约 9 分钟
第一步 · 做功

力做了功,能量在转移

1 什么叫「做功」

力作用在物体上,物体在力的方向上移动了一段距离,就说力对物体做了功

推墙墙不动——力再大也没做功(没有距离)。提水桶上楼——提力向上,水桶向上移动,做了功。

W = F s
W:功(J 焦耳);F:力(N);s:在力方向上移动的距离(m)。1 J = 1 N·m。
人话版:做功 = 「用力」且「在力的方向上真的挪了」——能量从施力者转给物体。
第二步 · 能量

动能与重力势能

2 两种机械能

动能:物体因运动具有的能量。运动越快、质量越大,动能越大(初中先定性理解即可)。

重力势能:物体因被举高具有的能量。越高、越重,势能越大(Ep = mgh 拓展)。

能量单位

焦耳(J),与功的单位相同——做 1 J 的功相当于转移 1 J 的能量。

机械能

动能 + 势能 = 机械能。忽略摩擦时,总量守恒,彼此转化。

第三步 · 动手看

互动演示:小球上坡

你可以试试:点「发射小球」,看球滚上斜面——速度减小(动能条缩短),高度升高(势能条变长)。理想情况下,两棒总量大致不变。

观察:球往上爬,动能↔势能转化。

80%
20%
第四步 · 转化

能量守恒(理想情况)

3 摩擦会「耗掉」机械能

真实世界有摩擦、空气阻力——机械能一部分变成内能(热),总量不再保持,但能量不会凭空消失

瀑布下落:势能 → 动能;刹车:动能 → 内能(片发热)。

课本映射:功 课本映射:动能 课本映射:重力势能 课本映射:机械能转化
总结