功和功率的异同

付彦聪

摘 要：随着高中物理学习的不断深入，我们学习的各种物理概念也越来越纷繁混杂，其中对于功和功率这两个物理概念，它们在整个高中的物理学习之中占据了十分重要的地位，同时它也是高中物理知识的基础内容之一。功和功率的定义、关系和计算方法是力学问题的基础和综合，能够掌握好、运用好功和功率的重点知识是学好功和能的基础。本文从几个方面为大家重点阐释了功和功率之间的联系与区别。

关键词：功；功率；区别；联系

中图分类号：G634.7 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）17-0243-01

功和功率作为整个高中阶段的学习重点之一，在考试中也是经常会碰到，又因为功和功率的概念经常被混淆分辨不清，因此也是学习过程之中的一个难点。高中阶段因为概念理解不够，难以分辨功和功率而在考试中失误丢分的同学大有人在[1-2]。因此本文将功和功率单独的列举出来，对他们的定义、公式、单位等等一一对比，并结合相关的典型例题，分析功和功率之间的异同点，增强自己对这两个概念的理解，更加明确这两者之间的区别与联系。

1 定义的区别

（1）从功的定义上看，功是指当在物体上施加一定的作用力时，物体在力的作用方向上运动而通过的距离。功是一种标量，同时功也是有正负之分的，当力做的功使得物体的机械能得到增加时，这时的力做的功就是正功，同样地，当力做的功使得物体的机械能减少时，就是负功，这里功的正负是对力所做的功的效果的一种表示，它反映的是做功与能量变化之间的关系，而不是力的方向，这一点需要引起注意。关于功的物理外延则是，对于利用公式计算功的大小时，只适用于计算恒力做的功，其中合力的功等于其他的每个力的所做的功的代数总和。[3-4]

（2）从功率的定义上看，功率是指物体在受到作用力时，单位时间内所做的功的大小，它所反映的是物体做功的速度快慢的问题，因此我们可以得出一个结论便是，物体的功率越大则表示该物体做功的速度越快，也就是机械的工作效率比较高。

2 公式与单位的区别

（1）在高中的物理力学之中，功是指力与力在其作用方向上移动的距离的乘积，功的计算公式为W=Fs，F表示的是作用在物体上的作用力，它的单位是牛顿（N），s则表示的是物体做功时所移动的距离，它的单位是米（m），而W表示的就是物体所做的功，它的单位是焦耳（J）。在计算的过程中，所做的功（W）与物体的运动形式是没有关系的，仅仅与作用力（F）与运动距离（s）有关，同时需要注意的是这时的F与s必须是作用在同一水平线上的，且F为恒力。

（2）根据课本知识，我们已经熟知功率表示的是在单位时间里物体做功的大小，它是物体所承受的作用力所做的功与做功所需时间之间的比值，计算公式表示为P=W/t，在这一计算公式中，W表示的是物体所做的功，它的单位是焦耳（J），t表示的则是物体做功所需的时间，它的单位是秒（s），P表示的是物体做功的功率，它的单位是瓦特（W）。它表示时间t内的平均功率，应注意功率的大小只与“比值”有直接联系，与做功多少和时间长短无直接联系.比较功率的大小，要比较功与完成这些功所用时间之“比值”.“比值”大，功率就大，做功就快；“比值”小，功率就小，做功就慢。运用功的计算公式对功率的计算公式进行转化，功率也可用计算公式P=Fv来表示，公式中的F表示的是对物体施加的作用力的大小，它的单位是牛顿（N），而v表示的则是物体在受力作用下做功的速度，它的单位是米/秒（m/s）。通过公式不难看出，功率的大小不仅是由做功的多少决定的，它还与做功的时间相关。

3 影响因素的区别

由功定义以及計算公式不难看出，影响做功多少的因素主要有作用力的大小和运动距离的长短[5]。当作用力的大小固定时，在水平线上物体在作用力的作用下运动的距离越长，则表示做的功越多，反之亦然。当物体运动在通过相同的距离时，对物体施加的作用力越大，物体所做的功也就越多，相反，施加的作用力越小，所做的功也就越少。

对于影响功率大小的因素，我们可以根据功率的计算公式来推断，物体所做的功和时间是决定功率大小的关键性因素[6]。因此如果假设物体在受到作用力运动做功的过程中，它所做出的功的大小是恒定的，那么当物体做功所用的时间越短时，功率就越大；相应的当我们假设物体做功的时间相同，那么在相同时间里所做的功越多的物体的功率就越大。

就如将同一辆汽车在平直公路上行驶和与在爬坡时的状态进行对比，假定行驶的距离与行驶速度都相同。在这种情况下，稍作思考便可以分析到汽车爬坡行驶而产生的时间会大于平直行驶所需的时间，所以此时不论是在平直路上还是爬坡时，这辆汽车所做的功的大小是相同的，但是由于时间的差别，爬坡时的汽车做功的功率要明显小于平直行驶时汽车做功的功率。在考试和平时的练习中，我们经常会遇到这一类型的题目[7]，我们要学会分析影响功和功率的因素，弄清功和功率的本质差别，再遇到这类问题就迎刃而解了。

4 功和功率之间的联系

功率等于功与时间的比，即P=W/t，功率的这一计算公式将功和功率这两个原本千差万别的物理概念紧密的联系在了一起，在分析了众多关于功和功率的区别之后我们并不难发现它们之间其实也存在着千丝万缕的联系。稍作转换W=Pt，这一公式则表示功是功率与时间的乘积，是在一定时间段内，物体所做的功的大小。

5 结语

功和功率一直以来都是十分困扰高中理科同学的两个物理量，千丝万缕的联系与无可更改的本质差别总是让人十分头疼，在千变万化的各种题型之中更加是难以准确把握。通过本文对功和功率这两个物理量系统、详尽的分析之后，相信大家对于这两者的区别更加明晰，对于它们潜在的联系也更加明了，在日后的做题与考试之中能更加自如对于这两个概念加以区分和运用。

学习物理知识，不仅需要多做练习题，练习题感和找寻阶梯的便捷思路，能够将所学知识熟练地运用到各种题型之中，更重要的还是要学会归纳和分析，将容易混淆，难以分辨理解的物理量单独归纳整理，就能做到对它们区别对待，熟练掌握了。学习过程中，通过对所学知识的回顾、对照预习笔记、听课笔记、作业、教科书和参考书等材料加以补充、归纳，使所学的知识达到系统、完整和高度概括的水平。在学习物理的过程中，不止要学会巩固知识，课前预习，稳扎稳打的学好每一课，同时还要学会找寻属于自己、适合自己的学习方式，拥有自己独特的理解和思维方式，如此在日后的学习过程之中才能事半功倍，提高学习效率和效果。

参考文献

[1]白禄.对近五年来高考物理选考模块的试题特点的分析[D].重庆师范大学，2015.

[2]孙万军，张小广.机械能重点知识剖析[J].中学生数理化（高二高三版），2013，02：22-23.

[3]寻焕儒.高中生“集合知识”学习困难及教学对策研究[D].山东师范大学，2014.

[4]孙长喜.“等效法”在高中物理中的应用[J].教育现代化，2017，（04）：240-242.

[5]刘乃辛.新课程理念下高中物理概念课的有效教学策略[J].华夏教师，2015，（02）：65.

[6]刘复禄.高中物理功的计算方法荟萃[J].科教文汇（下旬刊），2012，（01）：124+126.

[7]任承南.“3+X”高考改革与高中物理教学对策的思考[J].湖北师范学院学报（自然科学版），2001，（03）：62-65.endprint