问题。力作用在物体上,物体在力的方向上产生一定速度前进,物体内各分子本来都在运动,现在物体本身在运动,相当于分子在原运动的基础上又向力的方向运动。热是分子运动的综合。吸收热意味着分子运动速度加快,散发热意味着分子运动速度降低。那么功产生热其实是分子运动中的定向运动(物体速度)消失,转化为分子各自运动速度加快。热产生功则是分子运动速度降低,却带来了整体定向运动。
焦耳花了很多年时间检验热和功的关系,试图找出双方的定量关系。最终验证了功产生热的关系:4.18焦耳(功)=1卡(热),称为热功当量。
为了统一热和功的形式,我们换一种说法,热和功都是能量的外在形式,本质都是能量(功和能量在形式上相同,但有些区别。能量是物体具有的某种性质,功是物体做出的某种性质。换而言之,能量是物体所有,功是物体所为。)热和功的转换,意味着能量转换,能量总和保持不变。称之为能量守恒。
功有多种存在形式,常见的就是势能和动能。势能就是位置变高,导致在回复原位置时可以产生动能。势可以理解为潜在的,势能就是潜在的、存储起来的能量。蓄势待发正说明了势能的作用。动能则完全是功基本定义的直接结果,因为力的作用使得物体运动,物体的惯性运动蕴含的能量完全等于力作用的积累。
思考:
1.月球绕着地球转,月球的前进方向和地球引力始终垂直。地球引力虽然改变着月球的状态(月球的前进方向一直在变),却没有作出任何功。忽略的太阳木星等星体对月亮的影响,那么月亮的环绕从来就没有被地球改变
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