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【中图分类号】G63 【文献标识码】F 【文章编号】2095-3089（2013）9-0-01
能量的转化和守恒定律是物理学的基本原理，从能量的观点分析物体的运动与相互作用规律，是物理学常用的一种重要的研究方法。学习物理也是理解自然界中能量的流动和物体间的相互作用。在高中物理中的力学、热学、电磁学、光学和原子物理中，都涉能量守恒及需要用能量观点进行分析和解决的问题。因此从总体理解能量的守恒及其流动非常重要。
一、中学物理中常见的几种能量
1.动能；2.重力势能；3.弹性势能；4.机械能；5.分子势能；6.分子动能；7.内能；8.电势能；9.電能；10.光能，11.原子能（电子的动能和势能之和）；14.原子核能
二、能量守恒定律在不同的运动形式中表现形式不同
能量守恒定律的内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
1.在力学方面表现为机械能守恒定律
机械能守恒定律（law of conservation of mechanical energy）是动力学中的基本定律，即任何系统如无外力做功或外力做功之和为零，系统内又只有保守力（见势能）做功时，则系统的机械能（动能与势能之和）保持不变。外力做功为零，表明没有从外界输入机械功；只有保守力做功，即只有动能和势能的转化，而无机械能转化为其他能，符合这两条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立。这个定律的简化说法为：质点（或质点系）在势场中运动时，其动能和势能的和保持不变；或称物体在重力场中运动时动能和势能之和不变。
机械能守恒定律的表现形式多样：
（1）系统在第一状态和第二状态的机械能守恒：
（2）减少的重力势能等于增加的动能：
（3）两个物体的机械能守恒：
2.在热学方面表现为热力学第一定律
热力学第一定律（first law of thermodynamics）是能量守恒定律的一种表达方式。此定律内容：在一个热力学系统内，能量可转换，即可从一种形式转变成另一种形式，但不能自行产生，也不能毁灭。一般公式化为：，一个系统内能的改变等于供给系统的热量减去系统对外环境所作的功。热力学第一定律是生物，物理化学等学科的重要定律。
3.在电学方面表现为闭合电路上功率的分配
闭合电路上功率分配关系为：，即。
闭合电路上功率分配关系，反映了闭合电路中能量的转化和守恒，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其它形式的能，能量守恒的表达式为：（普遍适用）；（只适用于外电路为纯电阻的电路）。
4.在原子物理方面表现为光电效应方程
光电效应中，金属中的电子在飞出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功。某种金属中的不同电子，脱离这种金属所需的功不一样，使电子脱离某种金属所做的功的最小值，叫做这种金属的逸出功。
如果入射光子的能量大于逸出功，那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量，也就是说有些光电子具有一定的动能。因为不同的电子脱离某种金属所需的功不一样，所以它们就吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后剩余的动能也不一样。由于逸出功是使电子脱离金属所要做功的最小值，所以如果用表示动能最大的光电子所具有的动能，那么就有下面的关系式（其中，表示普朗克常量，表示入射光的频率），这个关系式通常叫做爱因斯坦光电效应方程。
三、功是能量转化的量度
某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。某些特殊力的功与某些特殊能量的转化相对应。
1.重力做正功，重力势能一定减少，重力做负功，重力势能一定增加。重力做多少功，重力势能就一定变化多少。
2.动能定理：合外力做正功，动能一定增加，合外力做负功，动能一定减少。合外力做多少功，动能就变化多少。
3.电场力对电荷所做的功等于电荷电势能增量的负值，即。
4.除重力（或弹簧弹力）以外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量，即（功能原理）
5.安培力做功对应着电能与其它形式的能相互转化，即。安培力做正功，对应着电能转化为其它能（如电动机模型）；克服安培力做功，对应着其它能转化为电能（如发电机模型）；且安培力做功的绝对值，等于电能转化的量值。
在高中物理中，要有利用能量的转化和守恒定律解题的观点。
能量的转化和守恒定律是物理学的基本原理，从能量的观点分析物体的运动与相互作用规律，是物理学常用的一种重要的研究方法。学习物理也是理解自然界中能量的流动和物体间的相互作用。在高中物理中的力学、热学、电磁学、光学和原子物理中，都涉能量守恒及需要用能量观点进行分析和解决的问题。因此从总体理解能量的守恒及其流动非常重要。
一、中学物理中常见的几种能量
1.动能；2.重力势能；3.弹性势能；4.机械能；5.分子势能；6.分子动能；7.内能；8.电势能；9.電能；10.光能，11.原子能（电子的动能和势能之和）；14.原子核能
二、能量守恒定律在不同的运动形式中表现形式不同
能量守恒定律的内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。
1.在力学方面表现为机械能守恒定律
机械能守恒定律（law of conservation of mechanical energy）是动力学中的基本定律，即任何系统如无外力做功或外力做功之和为零，系统内又只有保守力（见势能）做功时，则系统的机械能（动能与势能之和）保持不变。外力做功为零，表明没有从外界输入机械功；只有保守力做功，即只有动能和势能的转化，而无机械能转化为其他能，符合这两条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立。这个定律的简化说法为：质点（或质点系）在势场中运动时，其动能和势能的和保持不变；或称物体在重力场中运动时动能和势能之和不变。
机械能守恒定律的表现形式多样：
（1）系统在第一状态和第二状态的机械能守恒：
（2）减少的重力势能等于增加的动能：
（3）两个物体的机械能守恒：
2.在热学方面表现为热力学第一定律
热力学第一定律（first law of thermodynamics）是能量守恒定律的一种表达方式。此定律内容：在一个热力学系统内，能量可转换，即可从一种形式转变成另一种形式，但不能自行产生，也不能毁灭。一般公式化为：，一个系统内能的改变等于供给系统的热量减去系统对外环境所作的功。热力学第一定律是生物，物理化学等学科的重要定律。
3.在电学方面表现为闭合电路上功率的分配
闭合电路上功率分配关系为：，即。
闭合电路上功率分配关系，反映了闭合电路中能量的转化和守恒，即电源提供的电能，一部分消耗在内阻上，其余部分输出给外电路，并在外电路上转化为其它形式的能，能量守恒的表达式为：（普遍适用）；（只适用于外电路为纯电阻的电路）。
4.在原子物理方面表现为光电效应方程
光电效应中，金属中的电子在飞出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功。某种金属中的不同电子，脱离这种金属所需的功不一样，使电子脱离某种金属所做的功的最小值，叫做这种金属的逸出功。
如果入射光子的能量大于逸出功，那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量，也就是说有些光电子具有一定的动能。因为不同的电子脱离某种金属所需的功不一样，所以它们就吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后剩余的动能也不一样。由于逸出功是使电子脱离金属所要做功的最小值，所以如果用表示动能最大的光电子所具有的动能，那么就有下面的关系式（其中，表示普朗克常量，表示入射光的频率），这个关系式通常叫做爱因斯坦光电效应方程。
三、功是能量转化的量度
某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。某些特殊力的功与某些特殊能量的转化相对应。
1.重力做正功，重力势能一定减少，重力做负功，重力势能一定增加。重力做多少功，重力势能就一定变化多少。
2.动能定理：合外力做正功，动能一定增加，合外力做负功，动能一定减少。合外力做多少功，动能就变化多少。
3.电场力对电荷所做的功等于电荷电势能增量的负值，即。
4.除重力（或弹簧弹力）以外的力对物体所做的功等于物体机械能的增量，即（功能原理）
5.安培力做功对应着电能与其它形式的能相互转化，即。安培力做正功，对应着电能转化为其它能（如电动机模型）；克服安培力做功，对应着其它能转化为电能（如发电机模型）；且安培力做功的绝对值，等于电能转化的量值。
在高中物理中，要有利用能量的转化和守恒定律解题的观点。