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知识点梳理:功能关系的概念和应用
2015.10.28 11:13

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近期有不少学生问我功能关系相关的问题。在答疑中,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。

中学校园

功能关系

内容: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。

需要注意的是:功是一种过程量,它和一段位移(一个时间段)相对应;而能与一个时刻相对应,是一个状态量。两者的单位是相同的(都是J),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关系呢?概念是比较抽象的,下面,我们做进一步的讲解,并结合一些案例帮助同学们理解。

功能关系的详细阐述

⑴单独某个物体动能的增量由其所受到的合外力所做的总功来量度:W合=ΔEk,这就是动能定理(是功能关系的一种特殊情况)。

⑵某物体的重力势能的增量由其自身重力做的功来量度:WG= -ΔEP,这就是势能定理。

⑶物体机械能的增量由重力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,没有变化,所以系统的机械能守恒。这就是机械能守恒的前提条件。

⑸一对互为作用力反作用力的摩擦力做功的代数和,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

如何学好功能关系呢?如何选择对应的物理公式解题呢?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)。比如:摩擦力做了多少负功,那么一般情况下能量就损失了多少。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。咱们高中物理提到的力很多,对应的功更多,涉及到的能量也很多,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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另外,除了预习最近的上课堂内容外,同学们还要注意复习前一段时间学过的内容,有计划性的复习,特别是后面内容需要用到前面学过的定理、定律的时候。

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本文作者

文/崔强;高中物理教师,高中物理网资深编辑。

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