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近期有不少同学问我功能关系相关的问题。在交流过程中,我发现很多学生并不理解这个概念,就盲目做题,当然感觉很吃力,不知道怎么去使用了。
下面我们把功能关系,给同学们做一个详细的解释。
功能关系
到底什么是功能关系?功是能量转化的量度。其中包含两层意思:(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。即,功是能量转化的量度。
需要注意的是:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是焦耳),但不能说功就是能,也不能说功变成了能。
具体来说,做功与能量之间是什么关系呢?接下来,我们做进一步的讲解,并结合一些案例帮助同学们理解。
功能关系具体阐述
⑴单独某个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。
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(这个定理不需要掌握)。
⑶物体机械能的增量,是由重力(和弹力)以外的力做的功来改变的,表达公式为:W其=ΔE机,(W其表示除重力与弹力以外的其它力做的功),这就是机械能定理(注意与机械能守恒的区别)。
⑷特殊的情况,当W其=0时,说明只有重力、弹力在做功,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一对摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,这部分能量与系统增加的内能相等。公式为:Q=f△d(d为这两个物体间相对位移)。
⑹从更广义的角度看,如果我们确定了以某一个系统为研究对象,则外界的力,对系统做的总功,等于系统所有物体所有能量的改变量。
参考文献http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43174.html
功能关系使用
如何学好功能关系呢?如何进行选择对应的公式呢?必须理解题意,研究过程中的功与能量之间的对应关系(具体过程一定要搞明白)。比如:某个过程中,摩擦力做了多少负功,那么一般情况下物体的能量就损失了多少焦耳。再比如,重力做了多少焦耳的正功,就有多少焦耳的重力势能减小了。
功能关系并不是简简单单一个公式,而是一种功和能之间的对应的关系。咱们学的力很多,对应的功更多,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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作者介绍
文/崔强;高中物理教师,高中物理网资深编辑。
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