功和功率的異同

付彥聰

摘 要：隨著高中物理學(xué)習(xí)的不斷深入，我們學(xué)習(xí)的各種物理概念也越來越紛繁混雜，其中對于功和功率這兩個物理概念，它們在整個高中的物理學(xué)習(xí)之中占據(jù)了十分重要的地位，同時它也是高中物理知識的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。功和功率的定義、關(guān)系和計算方法是力學(xué)問題的基礎(chǔ)和綜合，能夠掌握好、運(yùn)用好功和功率的重點(diǎn)知識是學(xué)好功和能的基礎(chǔ)。本文從幾個方面為大家重點(diǎn)闡釋了功和功率之間的聯(lián)系與區(qū)別。

關(guān)鍵詞：功；功率；區(qū)別；聯(lián)系

中圖分類號：G634.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）17-0243-01

功和功率作為整個高中階段的學(xué)習(xí)重點(diǎn)之一，在考試中也是經(jīng)常會碰到，又因?yàn)楣凸β实母拍罱?jīng)常被混淆分辨不清，因此也是學(xué)習(xí)過程之中的一個難點(diǎn)。高中階段因?yàn)楦拍罾斫獠粔?，難以分辨功和功率而在考試中失誤丟分的同學(xué)大有人在[1-2]。因此本文將功和功率單獨(dú)的列舉出來，對他們的定義、公式、單位等等一一對比，并結(jié)合相關(guān)的典型例題，分析功和功率之間的異同點(diǎn)，增強(qiáng)自己對這兩個概念的理解，更加明確這兩者之間的區(qū)別與聯(lián)系。

1 定義的區(qū)別

（1）從功的定義上看，功是指當(dāng)在物體上施加一定的作用力時，物體在力的作用方向上運(yùn)動而通過的距離。功是一種標(biāo)量，同時功也是有正負(fù)之分的，當(dāng)力做的功使得物體的機(jī)械能得到增加時，這時的力做的功就是正功，同樣地，當(dāng)力做的功使得物體的機(jī)械能減少時，就是負(fù)功，這里功的正負(fù)是對力所做的功的效果的一種表示，它反映的是做功與能量變化之間的關(guān)系，而不是力的方向，這一點(diǎn)需要引起注意。關(guān)于功的物理外延則是，對于利用公式計算功的大小時，只適用于計算恒力做的功，其中合力的功等于其他的每個力的所做的功的代數(shù)總和。[3-4]

（2）從功率的定義上看，功率是指物體在受到作用力時，單位時間內(nèi)所做的功的大小，它所反映的是物體做功的速度快慢的問題，因此我們可以得出一個結(jié)論便是，物體的功率越大則表示該物體做功的速度越快，也就是機(jī)械的工作效率比較高。

2 公式與單位的區(qū)別

（1）在高中的物理力學(xué)之中，功是指力與力在其作用方向上移動的距離的乘積，功的計算公式為W=Fs，F(xiàn)表示的是作用在物體上的作用力，它的單位是牛頓（N），s則表示的是物體做功時所移動的距離，它的單位是米（m），而W表示的就是物體所做的功，它的單位是焦耳（J）。在計算的過程中，所做的功（W）與物體的運(yùn)動形式是沒有關(guān)系的，僅僅與作用力（F）與運(yùn)動距離（s）有關(guān)，同時需要注意的是這時的F與s必須是作用在同一水平線上的，且F為恒力。

（2）根據(jù)課本知識，我們已經(jīng)熟知功率表示的是在單位時間里物體做功的大小，它是物體所承受的作用力所做的功與做功所需時間之間的比值，計算公式表示為P=W/t，在這一計算公式中，W表示的是物體所做的功，它的單位是焦耳（J），t表示的則是物體做功所需的時間，它的單位是秒（s），P表示的是物體做功的功率，它的單位是瓦特（W）。它表示時間t內(nèi)的平均功率，應(yīng)注意功率的大小只與“比值”有直接聯(lián)系，與做功多少和時間長短無直接聯(lián)系.比較功率的大小，要比較功與完成這些功所用時間之“比值”.“比值”大，功率就大，做功就快；“比值”小，功率就小，做功就慢。運(yùn)用功的計算公式對功率的計算公式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，功率也可用計算公式P=Fv來表示，公式中的F表示的是對物體施加的作用力的大小，它的單位是牛頓（N），而v表示的則是物體在受力作用下做功的速度，它的單位是米/秒（m/s）。通過公式不難看出，功率的大小不僅是由做功的多少決定的，它還與做功的時間相關(guān)。

3 影響因素的區(qū)別

由功定義以及計算公式不難看出，影響做功多少的因素主要有作用力的大小和運(yùn)動距離的長短[5]。當(dāng)作用力的大小固定時，在水平線上物體在作用力的作用下運(yùn)動的距離越長，則表示做的功越多，反之亦然。當(dāng)物體運(yùn)動在通過相同的距離時，對物體施加的作用力越大，物體所做的功也就越多，相反，施加的作用力越小，所做的功也就越少。

對于影響功率大小的因素，我們可以根據(jù)功率的計算公式來推斷，物體所做的功和時間是決定功率大小的關(guān)鍵性因素[6]。因此如果假設(shè)物體在受到作用力運(yùn)動做功的過程中，它所做出的功的大小是恒定的，那么當(dāng)物體做功所用的時間越短時，功率就越大；相應(yīng)的當(dāng)我們假設(shè)物體做功的時間相同，那么在相同時間里所做的功越多的物體的功率就越大。

就如將同一輛汽車在平直公路上行駛和與在爬坡時的狀態(tài)進(jìn)行對比，假定行駛的距離與行駛速度都相同。在這種情況下，稍作思考便可以分析到汽車爬坡行駛而產(chǎn)生的時間會大于平直行駛所需的時間，所以此時不論是在平直路上還是爬坡時，這輛汽車所做的功的大小是相同的，但是由于時間的差別，爬坡時的汽車做功的功率要明顯小于平直行駛時汽車做功的功率。在考試和平時的練習(xí)中，我們經(jīng)常會遇到這一類型的題目[7]，我們要學(xué)會分析影響功和功率的因素，弄清功和功率的本質(zhì)差別，再遇到這類問題就迎刃而解了。

4 功和功率之間的聯(lián)系

功率等于功與時間的比，即P=W/t，功率的這一計算公式將功和功率這兩個原本千差萬別的物理概念緊密的聯(lián)系在了一起，在分析了眾多關(guān)于功和功率的區(qū)別之后我們并不難發(fā)現(xiàn)它們之間其實(shí)也存在著千絲萬縷的聯(lián)系。稍作轉(zhuǎn)換W=Pt，這一公式則表示功是功率與時間的乘積，是在一定時間段內(nèi)，物體所做的功的大小。

5 結(jié)語

功和功率一直以來都是十分困擾高中理科同學(xué)的兩個物理量，千絲萬縷的聯(lián)系與無可更改的本質(zhì)差別總是讓人十分頭疼，在千變?nèi)f化的各種題型之中更加是難以準(zhǔn)確把握。通過本文對功和功率這兩個物理量系統(tǒng)、詳盡的分析之后，相信大家對于這兩者的區(qū)別更加明晰，對于它們潛在的聯(lián)系也更加明了，在日后的做題與考試之中能更加自如對于這兩個概念加以區(qū)分和運(yùn)用。

學(xué)習(xí)物理知識，不僅需要多做練習(xí)題，練習(xí)題感和找尋階梯的便捷思路，能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識熟練地運(yùn)用到各種題型之中，更重要的還是要學(xué)會歸納和分析，將容易混淆，難以分辨理解的物理量單獨(dú)歸納整理，就能做到對它們區(qū)別對待，熟練掌握了。學(xué)習(xí)過程中，通過對所學(xué)知識的回顧、對照預(yù)習(xí)筆記、聽課筆記、作業(yè)、教科書和參考書等材料加以補(bǔ)充、歸納，使所學(xué)的知識達(dá)到系統(tǒng)、完整和高度概括的水平。在學(xué)習(xí)物理的過程中，不止要學(xué)會鞏固知識，課前預(yù)習(xí)，穩(wěn)扎穩(wěn)打的學(xué)好每一課，同時還要學(xué)會找尋屬于自己、適合自己的學(xué)習(xí)方式，擁有自己獨(dú)特的理解和思維方式，如此在日后的學(xué)習(xí)過程之中才能事半功倍，提高學(xué)習(xí)效率和效果。

參考文獻(xiàn)

[1]白祿.對近五年來高考物理選考模塊的試題特點(diǎn)的分析[D].重慶師范大學(xué)，2015.

[2]孫萬軍，張小廣.機(jī)械能重點(diǎn)知識剖析[J].中學(xué)生數(shù)理化（高二高三版），2013，02：22-23.

[3]尋煥儒.高中生“集合知識”學(xué)習(xí)困難及教學(xué)對策研究[D].山東師范大學(xué)，2014.

[4]孫長喜.“等效法”在高中物理中的應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化，2017，（04）：240-242.

[5]劉乃辛.新課程理念下高中物理概念課的有效教學(xué)策略[J].華夏教師，2015，（02）：65.

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[7]任承南.“3+X”高考改革與高中物理教學(xué)對策的思考[J].湖北師范學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2001，（03）：62-65.endprint