中物理学习浅谈:梳理初中物理中能量的概念,扎实掌握核心思维

中物理学习浅谈:梳理初中物理中能量的概念,扎实掌握核心思维

今天和小伙伴们针对初中物理中“能量”的概念做一个分享。

有很多小伙伴跟我说学到机械能、内能、热量等概念时,总是有些地方理解的不太透彻,其实它们都是和能量相关的概念。

能量的相关知识点在中考时所占的分值不算高,但是能量确实非常非常重要的概念,能量思维更是物理学中最最核心的思维体系之一,尤其是小伙伴们上了高中学习物理后,会发现能量思维几乎无处不在,有很多看似复杂的问题,用能量的思维加以理解会非常透彻明了

可以说,对能量相关知识的理解和掌握的程度直接决定今后物理的学习可以达到什么样的高度和层次,所以小伙伴们一定要重视起来,对其中的细节一定要深刻领会和理解。

什么叫能量?

初中的物理课本中,对能量的定义非常精炼:如果一个物体可以对另一个物体做功,我们就说这个物体具有了能量,简称能。

针对这句定义,我们一定要把握到本质。

换句通俗的话来讲,“能”是一种本领,什么本领呢?是做功的本领

也就是说,一个物体的能越大,那么它做功的本领越强,它能够做的功就越多,反过来,一个物体的能越小,那么它做功的本领就越弱,也就是它能够做的功就越少。

所以,能就是做功的本领,能的大小就是做功本领的强弱。

但是,具备了做功的本领,是否一定在做功?做功本领强的物体是否就一定比做功本领弱的物体做的功多?

在回答这个问题之前,我们先来看个生活中的例子。

小王和小李是一对多年不见的好友,今天终于见面了。

小王很有钱,银行里有100万的存款,而小李却穷得多,一共只有10块钱存款。

这个时候,我们说,小王购买东西的本领很强,而小李购买东西的本领很弱。

但是,小王虽然很有钱,却很吝啬,舍不得花钱,只请小李喝1块钱1瓶的矿泉水,而小李却仗义疏财,请小王吃8块钱1根的冰激凌。

聪明的小伙伴们一定可以看懂这个例子:

小王和小李的存款就是能量,购买矿泉水和冰激凌的过程就是做功。

小王虽然很有钱,但是他也可以选择不买水给小李喝,所以说,有能量不一定正在做功,也完全可以不做功。

小李虽然比小王穷很多,但是他却可以买更贵的冰激凌给小王吃,所以说,能量小的物体做的功也不一定就比能量大的物体要少。

所以,一句话概括,能的大小是指做功本领的大小,但有能量不一定正在做功,能量大也不一定做更多的功。

能和功之间的关系是怎么样的?

我们继续来看上面的例子。

小王原本有100万的存款,但是他买了1块钱的水给小李喝之后,银行里的存款便不足100万了,同样,小李原本有10块钱,他买了8块钱的冰激凌给了小王之后,身上便只剩了2块钱。

我们知道,存款的多少是一种状态,而购买东西是一种过程。通过上面的分析,我们发现,买东西这个过程会导致存款的状态发生变化。

一旦发生了买东西的过程,会导致存款量的下降。

反过来,小王觉得不好意思要小李买的这么贵的冰激凌,小李又把冰激凌以10块钱的价格卖给了非常馋嘴的小赵,这时候小李身上的存款反而增加到了12元。

我们发现,卖东西也是一个过程,而且这个过程又会导致存款量的上升。

说到这里,聪明的小伙伴们一定已经有所感悟:

能量是一个状态量,而做功是一个过程量,一个物体对别的物体做功会导致自身能量的下降,而物体被别的物体做功,会造成自身能量的上升。

我们把能量的下降和上升都称为能量的变化,于是我们得出了一个结论:做功会导致能量的变化,对外做功,会导致自身能量变小,被做功,会导致自身能量变大,而且,我们还发现,做了多少功或被做了多少功,能量就会变化多少。

于是,我们得出了能量与功之间的关系,如下:

能量是做功本领的大小,而做功是能量变化的度量。

能量有哪些种类?

关于能量的概念,我啰嗦了这么多,小伙伴们一定已经烦啦:你说了这么多能量的东西,可是能量到底长什么样子呀?看不见摸不着的,能不能说的具体一点呢!

哈哈,稍安勿躁。

大自然中,能量的种类太多太多了,光我们平时听到的就有很多,比如太阳能、核能、风能、电能、化学能、光能等等等等,太多太多啦!

难道每一种能量都像前面所说的,是做功本领的体现吗?

答案是肯定的。各种形形色色的能,都具有做功的本领,也正是因为它们可以对外做功,我们才会重视它们,研究它们,最终的目的正是要利用它们,利用它们能够对外做功的本领用来给我们的生活带来无穷的便利。

我们希望能够找到更科学的方式方法、更先进的媒介,让这些形形色色各种各样的能量,按照我们的意愿去做功,而且我们希望可以控制做功的速度、做功过程当中能量的额外损耗等等。

好啦好啦,不再说那么多废话,我们回归主题。

在初中阶段,我们主要学习三种能量,分别是:机械能、内能、电能

我们一个个来梳理它们。

机械能,顾名思义,它是物体作为机械来使用时所体现出来的能量。

而我们使用机械,一共有三种形式

第一种,让机械动起来具备一定的速度,进而对别的物体做功,比如我们用乒乓球拍击打乒乓球。

第二种,先将机械举高,再利用重力的作用,让其下落,对别的物体做功,比如古代打仗从城墙抛下滚石檑木击打敌人。

第三种,先让机械发生形变,然后利用机械恢复原状所迸发出的能量,对别的物体做功,比如拉弓射箭。

以上三种能量,都是物体当做机械使用时的能量,所以这三种能量都是机械能。

第一种机械能,我们称之为动能:物体由于运动而产生的能量。

小伙伴们请注意,物体由于运动产生的能量叫做动能,但并不是运动的物体就只具备动能,它可能还同时具备别的形式的机械能,因为有可能运动的物体同时也在被举高。

而被举高的物体所具备的机械能,也就是第二种机械能,我们称之为重力势能

而第三种机械能,我们称之为弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量

综上,机械能共分为三种:动能、重力势能、弹性势能


这三种机械能各自又有着什么样的特点呢?它们之间又有着怎样的本质联系和区别呢?

除了机械能之外,内能和电能又是怎么一回事呢?它们又有着哪些精彩之处呢?

前面所讲,做功的过程会导致能量的变化,那么变化的能量又去了哪里了呢?真的就消失了么?

预知后事如何,且待下回分解!

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