什么叫势能?从物理学的角度来看,势能是一个相对概念,就是相距一定距离的两个物体在相互作用力的作用下而具有的能量。只要物体能够做功,我们就能说它具有势能。
势能的类别:重力势能、磁场势能、弹性势能、分子势能、电势能 等。
第一、重力势能。重力势能是物体因为受到地球的引力作用而具有的能量,其计算公式为EP=mgh (m 质量,g应取9.8N/kg,h物体距水平面的高度)。与物体的质量大小和相对高度有关,由地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、位置越高、做功本领越大,物体具有的重力势能就越多。
判断一个物体是否具有重力势能,关键看此物体相对某一个平面有没有被举高,即相对此平面有没有一定的高度,若有,则物体具有重力势能,若没有,则物体不具有重力势能。
第二、磁场势能。磁场势能是由磁场引力或斥力使物体间相对位置发生变化而具有的能量;物质被磁化或退磁使物质内部特性发生改变的能量也叫磁场势能。计算方法:用力的做功多少来度量,与引力或斥力大小和两个物体之间的距离有关。磁化或退磁具有的磁场势能大小与外界能量供给有关。
第三、弹性势能。弹性势能是物体由于弹性形变而具有的能量。公式为EP=1/2 kx^2,与物体的形变程度、物体的材料有关。弹力做功与弹性势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加。
第四、分子势能。分子势能是分子间的相互作用力而产生的能量,分为斥力和引力。以平衡位置为参照点,小于平衡位置时表现为斥力,大于平衡位置时表现为引力。但无论何时,引力与斥力都是同时存在的。分子势能的计算列入物体内能大小的计算,物体的内能是分子势能和分子动能之和,内能的变化是用做功的多少和热传递传递热量的多少来度量。
每个分子都有动能;相互作用的分子间都有势能,除理想气体分子间没有相互作用力,没有分子势能外,其变化情况要看分子间作用力。
第五、电势能。电荷在电场中由于受到电场力的作用而具有由位置决定的能叫电势能。
静电场中的势能。一点电荷在静电场中某两点的电势能之差等于它从一点移动到另一点时,静电力所作的功。电势能反映电场和处于其中的电荷共同具有的能量。电势能可以由电场力做功求得,W AB=qUAB=q(ΦA- ΦB)。WAB>0,电场力做正功,电势能减小,电势能转化为其他形式的能,反之,电场力做负功。
第六、势能具有相对性。质点的势能与参考系有关,在说质点的势能时,一定要说明是相对谁的势能,但势能在不同的参考系中是等价的。
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