区分能量转移与力

**力（force）**是推或拉，单位是牛顿（N）。**能量（energy）**是力使物体移动时被转移的东西，单位是焦耳（J）。考试会检查你能否把这两个概念分开，因为很多错误答案都来自把它们当成同一个量。

这是功、能量与效率的第一课。它依赖力与动量中的力的概念，也是后面所有计算的基础。

力和能量转移有什么不同？

力是在某一时刻作用在物体上的东西。能量转移则是在一个过程中发生的事。你可以有力，却完全没有能量转移。

想象一个人推一辆发不动的车。力是真实的，他也能感觉到。如果车没有移动，力就没有位移，所以这次推动没有把能量转移给车。

连接两者的是做功（work done）。当力沿着自己的方向使物体移动一段距离，能量就被转移，转移的量等于所做的功。

我怎么知道题目问的是哪一个？

按顺序使用这些检查。

1. 看单位。 N 表示力。J 或 kJ 表示能量。
2. 问”有东西移动了吗？” 如果物体没有沿力的方向移动，这个力就没有做功。
3. 问”能量去了哪里？” 能量转移总有来源储存和目的储存，例如化学能转为动能。
4. 看动词。 “以……的力推”、“拉”对应力。“转移”、“获得”、“转化为”对应能量。

例题详解

一名学生用 12 N 的恒力在光滑地面上推一个箱子。箱子沿推力方向移动了 5.0 m。（虚构示例数据。）

步骤 1，写出各个量。 力是 12 N。沿力的方向移动的距离是 5.0 m。

步骤 2，选择关系式。 做功 = 力 × 沿力的方向移动的距离。

步骤 3，计算。 做功 = 12 × 5.0 = 60 J。

步骤 4，说明含义。 60 J 的能量从学生的化学储存转移到箱子的动能储存（如果有摩擦，一部分转移到热能储存）。

请注意，12 N 和 60 J 是不同的量，答案里各自需要自己的单位。

要留意的错误

常见的失误是写”力是 60 J”或”功是 12 N”。另一个是声称用力托住东西不动也对它做了功。

错误答案： “学生托着一个 5 kg 的书包一分钟不动。因为力很大，所以学生对书包做了功。”

这名学生把力和能量转移混为一谈。

更正：书包没有移动，所以移动的距离是 0 m，对书包做的功是 0 J。学生的肌肉仍然把化学能转为热能，所以托重物会觉得累。这些能量去了学生自己的身体，而不是书包。

自我检测

不用计算器试试这些题，然后打开答案。

1. 下列哪些是力，哪些是能量：40 N、40 J、2 kJ、0.5 N？

2. 起重机用 500 N 的恒定向上的力把重物升高 4.0 m。起重机对重物做了多少功？

3. 一名学生用 300 N 的力推固定的墙十秒。对墙做了多少功？为什么？

下一步

接下来，计算沿位移所做的功，给刚学到的关系式代入数字。学完整个单元后，用功、能量与效率练习检验自己。

有些学生每个定义都懂，但题目把距离或方向藏起来时还是会丢分。我们的老师在线上一对一物理补习中会留意的正是这种模式。