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物理知识点解析:功能关系的概念和应用
2015.10.01 11:05

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有学生加我的QQ,问我功能关系相关的物理题。的确,这个概念其实很难理解,解题使用中,其变形也很多。概念都没有理清楚,就满足做题,自然是一头雾水。

下面我们把功能关系,给同学们做一个详细的解释。

中学校园

功能关系概念

到底什么是功能关系?功是能量转化的量度。有两层含义:(1)做功的过程就是能量转化的过程;(2)做功的多少决定了能转化的量(两者的绝对值是相等的)。做功的过程,就是能量转化或转移的过程。

功和能别混淆了。功是一种过程量,它和一段位移(一个时间段)相对应;而能是一个状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是焦耳),虽然两者对应,可是不能说功就是能,也不能说功变成了能。

具体来说,做功和能量之间到底是什么对应关系呢?接下来,我们结合案例做进一步的分析。

功能关系的具体阐述

⑴物体动能的增量由合外力所做的总功来衡量:W=ΔEk,这就是动能定理的内容。

⑵某个物体的重力势能的改变量由所受重力做功来量度,公式:WG= -ΔEP,这就是势能定理(不作要求)。

⑶物体机械能的增量由重力、弹力以外的其他力做的功来量度的,公式为:W其=ΔE机,(W其表示除重力和弹力以外的其它力做的功),这就是机械能定理(可不是机械能守恒定律,这个考点已删)。

⑷特殊的,对上面公式而言,当W其=0时,说明只有重力(和弹力)做功,机械能改变量为零,大小不变,那么此时系统的机械能就守恒,这就是机械能守恒定律。

⑸一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统损失的机械能,等于系统增加的内能。f△d=Q(d为这两物体间的相对路程)。

⑹如果我们确定了以某一个系统为研究对象,那么该系统以外的物体,对系统做的总功,等于系统内各个物体的各种能量总的变化量。

参考文献http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43174.html

功能关系使用注意事项

怎么学好功能关系呢?如何选择合适的公式求解呢?我的看法还是,必须理解题中条件,研究该过程中的功与能量之间的对应关系(到底是怎么一回事)。举个例子:摩擦力做了多少的负功,一般情况下物体的能量(机械能)就损失了多少焦耳。再比如,重力做了多少正功,就有多少焦耳的重力势能消失了。

功能关系很复杂,并不是一个公式,而是一种对应的关系。咱们学的力很多,对应的做功过程更多,能量也很多,这些功和能之间的对应关系,在分析研究过程的时候,一定要搞清楚。

参考文献

功能关系http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43174.html

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本文作者

文/崔强;高中物理教师,高中物理网编辑。

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