力学
功、能量与功率
连接力所做的功、动能、势能、能量守恒与能量转移速率。
SPMSTPMUEC
核心概念
- 功是沿力方向的能量转移。
- 封闭系统总能量守恒。
- 功率是能量转移率。
考试技能
- 画能量转移链
- 比较输入、有效输出与损耗
常见失分点
- 动能漏掉速度平方
- 把功率与能量混淆
关联公式
SPMEnergy
功率、能量与时间
功率是能量转移率。
符号 / Symbols
- P: 功率 (W)
- E: 能量 (J)
- t: 时间 (s)
条件 / Conditions
平均功率计算。
常见错误
把分钟直接代入秒单位公式。
50 W 电热器 120 s 转移 6000 J。
SPMEnergy
动能
运动物体具有的能量。
符号 / Symbols
- E_k: 动能 (J)
- m: 质量 (kg)
- v: 速度 (m s^{-1})
条件 / Conditions
非相对论速度下使用。
常见错误
忘记速度平方。
2 kg 物体以 3 m s^-1 运动，动能 9 J。
SPMEnergy
重力势能
物体因高度而具有的能量变化。
符号 / Symbols
- E_p: 重力势能 (J)
- m: 质量 (kg)
- g: 重力场强度 (N kg^{-1})
- h: 高度变化 (m)
条件 / Conditions
近地表 g 近似恒定。
常见错误
用总高度而不是高度变化。
1.5 kg 升高 2 m，势能增加约 29.4 J。
针对性练习
SPMEnergy基础计算题
2.0 kg 物体速度 4.0 m s^-1。求动能。
SPMEnergy中等计算题
1.5 kg 物体升高 3.0 m，取 g=10 N kg^-1。求重力势能增加。
SPMEnergy中等结构题