功與能的區別與聯系

馮春芳

能量是物理學中最普遍具有深遠意義的概念。力學中引入功和能并揭示其有關規律不但為解決力學問題別開生面，而且架通了連接機械運動與其他運動形態的橋梁。功與能之間怎樣進行區別聯系，關系到對功能關系的認識是否正確，為此先從“求功”談起。

—、功

1.功的定義

在力學中凡是作用在質點上的力使質點沿力的方向產生一段位移，我們就說力對質點做了功。一般地講，功等于力乘以質點在力的方向所產生的位移。若受恒力F作用的質點有位移x，力F與位移x間夾角α，則我們定義力F對質點所做的功W=Fxcosα。

2.變力的功

如果質點沿曲線運動，或作用在它上面的力是一個變量，那么我們只能通過先算力F在各微小位移辦中所做的元功，來計算總功。功是描述力的空間累積效應的物理量，只有確定了運動軌跡后才能確定功的數值，功為過程量。

二、能

能量是物理學中最基本的概念之一，也是力學中的基本概念。能量是物質運動的一種量度，各種運動形式互相轉化的過程就是各種形式能量互相轉化的過程。能量的變化可以用功的大小來量度，因此可以說，物體所具有的能量就是它所具有的做功的本領。在力學中一般只考慮機械能，即動能和勢能。具有動能或勢能的物體就具有一定的做功的本領。

1.動能

早在經典力學初創時期（17世紀，惠更斯）就已經發現兩個彈性球相碰撞時，各球的質量與速度平方之積的和在碰前和碰后相等，在以后很長一段時間內（直到19世紀中），人們才把1/2mν²稱為“活力”。……