功（能量）的物理意义（描述对象）是什么？

其实在牛顿力学的体系中，不引入能量是完全可以的。

其实最早能量的引入只是为了方便数学运算

牛顿力学给了我们三个降阶方法（可以理解为简化运算的方法）分别是1–机械能守恒定律，2-动量守恒定律，3-角动量守恒定律

这三大定律都是可以被牛顿第二定律说推导的，但在物理学发展的过程中，他们逐渐具有了比牛顿第二定律更加深刻的意义。（即使牛顿第二定律不成立，这三大守恒定律依然成立）

实际上，能量最早被提出就是为了通过机械能守恒定律让运算更简单

我举个例子

就比如说分析小球上圆轨在任意坐标的速度问题。

其实这个问题不是不可以拿牛顿力学做，只是他需要拿微积分去求解，以高中的数学水平是不可能把这道题做出来的。但如果你用机械能守恒定律去做，那就简单多了。

但仅仅说因为能量的提出可以简化运算，那不足以让能量具有足以超过牛顿力学的地位，能量的更重要的部分在于能量可以描述牛顿力学所无法描述的事物。

就比如说:1kg汽油可以驱动跑多远的问题

这个问题之所以不能仅仅从牛顿力学去解释是因为他涉及到了化学能。

牛顿力学是不能解释化学能为什么会存在，直到量子力学产生，化学能才得以被解释

能量的重要体现在无法被牛顿力学所解释的化学能却被能量作为桥梁联系了化学能与牛顿力学。

如果不考虑化学能这种只能被量子力学所解释的东西，那么能量和牛顿力学是什么关系呢？

实际上能量是牛顿力学的另外一种等价的描述方式。

动能定理可以作为牛顿第二定律都一个近似定律，但动能定理却不能代替牛顿第二定律，因为动能定理丢失了牛二的方向。

如果你大学还会学物理，你会发现，有一个名叫拉格朗日的人用能量这个概念彻底代替了力这个概念，创造了拉格朗日力学。

再回到功和能量吧。

如果我们要完美的描述一切运动，就应该给全宇宙定一个统一的惯性参考系（当然这不可能做到），或者最起码给地球定一个统一的参考系

但是，定一个统一的参考系会打打增加运算的复杂性。

就比如小球从坐标（156974，268742，4000）运动到（584597，535745，6000）

你还得联立个勾股定理，做一些麻烦的数学运算，所以运动学直接用Δx这个概念来描述运动。Δx的提出就避免了规定统一参考系，做出麻烦运算的步骤。

Δx=x1-x2，实际上不论是确定x1还是x2，都需要规定参考系，但Δx却并不需要规定参考系，这就大大简化了运算。

回到功和能量上去，实际上功W=ΔE

只不过人们习惯把ΔE叫做功了，他和那个运动学中的Δx的功能其实挺像的，也是为了逃避统一的参考系。

就比如你以地面为势能零点，你的重力势能就是0，你以10000m的高空作为势能零点，那你的重力势能就是-10000mg。

当然，毕竟能可以解决化学能的便利，所以功这个概念也有一些比起Δx没有的东西，不过这个就不做讨论了

在回答一下你的其他几个问题吧，其实能量最早是机械能守恒定律。他并没有到所有能量的守恒。

我说过，机械能守恒定律实际上就是牛二的一个推论，但是不要忘记能量的最重要的功能–联系化学能。

化学能的问题，是不可能拿牛顿力学去解决的。

对能量守恒定律有贡献的两个人，一个是焦耳，一个是盖斯

盖斯提出了盖斯定律（你们化学之后会学）–化学反应释放的热量和路径无关，只于反应的初末状态有关。

其实这个东西，他就是在告诉我们，化合物中储存的能量是恒定的。

焦耳提出了热力学第一定律:系统内能的变化量=外界对系统的热传递量+外力对系统做功

热一实际上是机械能守恒定律的扩展，让机械能守恒定律变成了机械能–内能守恒定律

把能量守恒定律推上巅峰的是人们对第一类永动机的癫狂。

当时很多人想造一个不需要燃烧煤炭，就能永远运动的汽车。但是没有一个人造的出来。于是又有了一个新的定律:第一类永动机不可能被制造出来。

综合了盖斯定律，热力学第一定律，机械能守恒定律，第一类永动机不可能被制造这一系列。

焦耳提出了能量守恒定律:能量不可能凭空产生，也不可能凭空消失，只能从一种形式转换为另外一种形式。

至于你的第三个问题，就是一个数学问题。

P=Fv

一旦P恒定，则v越大F越小

而F并不是全部被用作加速度的增加，一部分被用于克服摩擦力，所以当F=f时，速度最大

汽车的摩擦力恒定，那么必然存在某一时刻，