能量不会损失,也不会被用光。它被转移到其他储存。 好的解释要说出能量从哪里开始、怎样移动、最后到了哪里,再说明总量不变,只是现在散开了,变得没那么有用。
这一课教你把计算效率之后的能量去向写成文字。它也支持功率与能源中的实验和数据题。
我怎么一句一句搭出解释?
用这个框架。
- 开始。 “能量原本以……形式储存”(例如重力势能)。
- 转移。 “它通过……转移”(机械做功、加热、电做功或辐射)。
- 目的地。 “其中一部分进入了……的热能储存”,并说出什么东西变热了。
- 守恒。 “总能量不变,但热能散开了,所以没有用。”
可以用的词:转移、耗散(dissipated)、浪费、没那么有用、散到周围环境。应避免的词:损失、用光、消失、毁灭、没了。
例题详解
一个质量 0.10 kg 的橡胶球从 1.0 m 高处落下,弹回 0.64 m。取 g = 10 N/kg。(虚构示例数据。)
步骤 1,起始储存。 1.0 m 处的 GPE = 0.10 × 10 × 1.0 = 1.0 J。
步骤 2,结束储存。 0.64 m 处的 GPE = 0.10 × 10 × 0.64 = 0.64 J。
步骤 3,差额。 1.0 − 0.64 = 0.36 J。
步骤 4,解释。 “球开始时有 1.0 J 的重力势能。球撞到地面时,球和地面发生形变,球被短暂压缩,把 0.36 J 转移到球和地面的热能储存以及声音。总能量仍然是 1.0 J,但这 0.36 J 已散到周围环境,无法再用来把球弹高。”
检查:球为弹跳保留了 0.64 ÷ 1.0 = 64% 的能量。
要留意的错误
常见的失误在措辞,而不是计算。
错误答案: “球损失了 0.36 J,因为它撞到地面时能量被用光了。”
这句话说能量消失了,与能量守恒相矛盾。
更正是把“用光”换成转移:“0.36 J 转移到球和地面的热能储存以及声音。”另一种不完整的答案是“热量没了”,却没有说出储存。要同时说出储存和位置。
自我检测
试试这些题,然后打开答案。
1. 把这句话改正:“电动机里的一部分能量损失了。”
查看答案
“供给电动机的一部分电能,由于摩擦和电阻,转移到电动机和周围环境的热能储存,被浪费了。”总能量不变。
2. 一名骑单车的人刹车后停下。描述动能去了哪里。
查看答案
刹车片与轮圈之间的摩擦把动能转移到刹车片、轮圈和空气的热能储存。一部分能量也以声音形式转移。总能量保持不变。
3. 一台机器吸收 100 J,其中 70 J 有用。写出被浪费的能量以及它去了哪里。
查看答案
浪费的能量 = 100 − 70 = 30 J。它转移到周围环境的热能储存和声音,总输出仍是 100 J。
下一步
你已经学完功、能量与效率的全部课程。试试综合练习,看看五项技能如何一起运作,然后继续学习功率与能源。
措辞要靠写出来、再让人指出问题才会进步。在线上一对一物理补习中,老师可以拿你写的句子逐句修改。