什么是能量？‘它往往被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力’这一句也是什么意思？

什么是能量？‘它往往被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力’这一句也是什么意思？

能量是物质运动的量化转换，简称“能”。 世界万物是不断运动着的，在物质的一切属性中，运动是最基本的属性，其他属性都是运动属性的具体表现。例如：空间属性是物质运动的广延性体现；时间属性是物质运动的持续性体现；引力属性是物质在运动过程由于质量分布不均所引起的相互作用的体现；电磁属性是带电粒子在运动和变化过程中的外部表现；等等。物质的运动形式是多种多样的，对于每一个具体的物质运动形式存在相应的能量形式，例如：与宏观物体的机械运动对应的能量形式是动能；与分子运动对应的能量形式是热能；与原子运动对应的能量形式是化学能；与带电粒子的定向运动对应的能量形式是电能；与光子运动对应的能量形式是光能除了这些，还有风能潮汐能等当运动形式相同时，两个物体的运动特性可以采用某些物理量或化学量来描述和比较。例如，两个作机械运动的物体可以用速度、加速度、动量等物理量来描述和比较；两股作定向运动的电流可以用电流强度、电压、功率等物理量来描述和比较。但是，当运动形式不相同时，两个物质的运动特性唯一可以相互描述和比较的物理量就是能量，即能量特性是一切运动着的物质的共同特性，能量尺度是衡量一切运动形式的通用尺度。因此，可以对能量做出全新的哲学定义。在物理学中，能量（古希腊语中 νργεια energeia 意指“活动、操作”[1]）是一个间接观察到的物理量。它往往被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力。由于功被定义为力作用一段距离，因此能量总是等同于沿着一定的长度阻挡大自然基本力量的能力。一个物体所含的总能量奠基于其质量，能量如同质量一般不会无中生有或无原因的消失。能量就像质量一样，是一个标量。在国际单位制（SI）中，能量的单位是焦耳，但是在有些领域中会习惯使用其他单位如千瓦·时和千卡，这些也是功的单位。A系统可以借由简单的物质转移将能量传输到B系统（因为物质的质量同等于能量）。然而，如果能量不是借由物质转移而传输能量，而是由其他方法转移能量，这会使B系统产生变化，因为A系统对B系统作了功。这功表现的效果如同于一个力以一定的距离作用在接收能量的系统里。举例来说，A系统可以借由转移（辐射）电磁能量到B系统，而这会在吸收辐射能量的粒子上产生力。同样的，一个系统可能借由碰撞转移能量，而这种情况下被碰撞的物体会在一段距离内受力并获得运动的能量，称为动能。热能的转移则可以借由以上两个方法：热可以借由辐射能转移，或者直接借由系统间粒子的碰撞而转移动能。能量可以不用表现为物质、动能或是电磁能的方式而储存在一个系统中。当粒子在与其有相互作用的一个场中移动一段距离（需借由一个外力来移动），此粒子移动到这个场的新的位置所需的能量便如此的被储存了。当然粒子必须借由外力才能保持在新位置上，否则其所处在的场会借由推或者是拉的方式让粒子回到原来的状态。这种借由粒子在力场中改变位置而储存的能量就称为位能。一个简单的例子就是在重力场中往上提升一个物体到某一高度所需要做的功就是位能。任何形式的能量可以转换成另一种形式。举例来说，当物体在力场中自由移动到不同的位置时，位能可以转化成动能。当能量是属于非热能的形式时，它转化成其他种类的能量的效率可以很高甚至是完美的转换，包括电力或者新的物质粒子的产生。然而如果是热能的话，则在转换成另一种型态时，就如同热力学第二定律所描述的，总会有转换效率的限制。在所有能量转换的过程中，总能量保持不变，原因在于总系统的能量是在各系统间做能量的转移，当从某个系统间损失能量，必定会有另一个系统得到这损失的能量，导致失去和获得达成平衡，所以总能量不改变。这个能量守恒的定律，是在十九世纪初所提出，并应用于任何一个孤立系统。根据诺特定理，能量守恒是由于物理定律不会随时间而改变所得到的自然结果。虽然一个系统的总能量，不会随这时间改变，但其能量的值，可能会因为参考系而有所不同。例如一个坐在飞机里的乘客，相对于飞机其动能为零；但是相对于地球来说，动能却不为零，也不能以单独动量去与地球相比较。 能量：是用以衡量所有物质运动规模的统一的客观尺度。故能量有两种——动能和引力能。

九年级物理同步练习《功和机械能》复习提纲 　　一、功 　　1．力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。 　　2．不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 　　巩固：☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。（原因是足球靠惯性飞出）。 　　3．力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：w=fs。 　　4．功的单位：焦耳，1j=1n·m。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0．5j。 　　5．应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时f就是这个力；②公式中s一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。 　　二、功的原理 　　1．内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。 　　2．说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？） 　　①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 　　②功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 　　③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 　　④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（fs）=直接用手对重物所做的功（gh）。 　　3．应用：斜面 　　①理想斜面：斜面光滑； 　　②理想斜面遵从功的原理； 　　③理想斜面公式：fl=gh，其中：f：沿斜面方向的推力；l：斜面长；g：物重；h：斜面高度。 　　如果斜面与物体间的摩擦为f，则：fl=fl+gh；这样f做功就大于直接对物体做功gh。 　　三、机械效率 　　1．有用功：定义：对人们有用的功。 　　公式：w有用＝gh（提升重物）=w总－w额=ηw总 　　斜面：w有用=gh 　　2．额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功。 　　公式：w额=w总－w有用=g动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 　　斜面：w额=fl 　　3．总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功 　　公式：w总=w有用＋w额=fs= w有用／η 　　斜面：w总= fl+gh=fl 　　4．机械效率：①定义：有用功跟总功的比值。 　　②公式： 　　斜 面： 　　定滑轮： 　　动滑轮： 　　滑轮组： 　　③有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。 　　④提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。 　　5．机械效率的测量： 　　①原理： 　　②应测物理量：钩码重力g、钩码提升的高度h、拉力f、绳的自由端移动的距离s。 　　③器材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。 　　④步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 　　⑤结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： 　　a、动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 　　b、提升重物越重，做的有用功相对就多。 　　c、摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 　　绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 　　四、功率 　　1．定义：单位时间里完成的功。 　　2．物理意义：表示做功快慢的物理量。 　　3．公式： 　　4．单位：主单位w；常用单位kw mw 马力。 　　换算：1kw=103w 1mw=106 w 1马力=735w。 　　某小轿车功率66kw，它表示：小轿车1s内做功66000j。 　　5．机械效率和功率的区别： 　　功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。 　　五、机械能 　　（一）动能和势能 　　1．能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。 　　理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 　　②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。

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