能量守恒定律公式「能量守恒定律的表达式」

本篇文章旨在帮你建立功和能的概念，进一步梳理功能关系。

一：兴趣铺垫——能量守恒定律的发现过程

1.俄国化学家盖斯于1836年发现，任何一个化学反应，不论是一步完成，还是几步完成，放出的总热量相同，即证明了能量在化学反应中是守恒的，被认为是能量守恒定律的先驱。

2.焦耳在1840年发现：将通电的金属丝放入水中，通电导体所产生的热量与电流强度的平方，导体的电阻和通电时间成正比，也就是焦耳定律。他又发现无论化学能，电能所产生的热都相当于一定功(比方说石块从高处下落，重力做的功)。也就是说：电能和化学能可以转化为热能。

3.迈尔作为一名医生，在1840年去爪哇的航行中，由于考虑动物体温问题而对物理学发生了兴趣。迈尔思考到：身体内食物转化为热量，而且身体能够做功这个事实。从而得出结论，热和功是能够相互转化的。他到处演说：“你们看，太阳挥洒着光与热，地球上的植物吸收了它们，并生出化学物质，动物吸收化学物质转化为热量供动物对外做功……”

迈尔又注意到当时许多人进行永动机的实验都以失败而告终，这些使他猜想“机械功根本不可能产生于无”。

1842年，迈尔在《关于无机界的力的看法》中说道：“人们发现，一重物从大约365米高处下落所做的功，相当于把同重量的水从0℃升到1℃所需的热量。”机械的热功当量在这篇文章中得到第一次说明。

4.德国生理学家亥姆霍兹，在不了解迈尔和焦耳的研究情况下，从永动机不可能出发，思考自然界不同能量间的相互关系。分析了在电、磁和生物机体中的能量的守恒问题，系统地完整地综合了能量守恒理论。

能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其它物体，而能量的总量保持不变。

二：知识梳理

1功：功，也叫机械功。如果一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。（比方说：传送带上的货物，在传送带的摩擦力作用下向前移动。货物在吊车的拉力作用下向上移动。）功的大小是力和力在力的方向上通过位移的乘积。

2能量：能量是表征物理系统做功的本领的量度，即物体具有能量则物体具有对外做功的本领。能量以多种不同的形式存在；能量可分为机械能、化学能、热能、电能、核能、光能、潮汐能等。

高中物理我们主要研究的是：机械能包括：重力势能，弹性势能，动能和电势能。它们又可以分成为势能和动能。

势能：物体由于所处的空间而具有的能量。比方说：举到髙处的打桩机重锤具有势能；张开的弓具有势能，故在释放能时对箭做功，将它射向目标。在高中物理我们研究的势能主要有：重力势能，电势能，弹性势能。

重力势能:是物体处于某个高度由于受到重力作用而拥有的能量。对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体的质量越大、相对的位置越高、做的功越多，从而使物体具有的重力势能变大，它的表达式为：Ep=mgh。

电势能是处于电场的电荷由于受电场力所具有的势能

动能：物体由于运动而具有的能量。它的大小为物体质量与速度平方乘积的二分之一。

三：解题步骤

功和能的关系——做功就是能量的转化。具体解题过程应用的定律主要有两个。

1能量守恒 可表述为：在孤立系统中，能量从一种形式转换成另一种形式，从一个物体传递到另一个物体，在转换和传递的过程中，各种形式、各个物体的能量的总和保持不变。整个自然界也可看成一个孤立系统，而表述为自然界中能量可不断转换和传递，但总量保持不变。

2动能定理：合外力对物体所做的功，等于物体动能的变化量。

解题步骤：

a明确研究对象

b对研究对象受力分析

c确定物体所具有的能量

d利用能量守恒解题 初始总能量=末态总能量

利用动能定理解题