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重要难点剖析:功能关系的概念和应用
2015.10.28 11:15

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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,就开始盲目做题,当然无从下手。

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

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(两者的绝对值是相等的)。

功和能别混淆了。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J),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对应关系呢?下面,我们结合案例做进一步的分析。

功能关系的详细阐述

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。

⑵某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其表示除重力和弹簧弹力外的其它力做的功),这就是机械能定理。

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,所以系统的机械能守恒。

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。f△d=Q(d为这两物体间的相对路程)。

⑹对某个系统研究其能量,则外界的力,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?如何进行选择对应的公式呢?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: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,过程很复杂,所涉及的能量也有很多种,这些功和能之间的对应关系,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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提醒同学们的一点是:及时复习课堂所学。有不明白的地方,赶紧问同学或老师,及时搞清楚,不要拖着(咱们高中的时间太宝贵了);后面还有后面的事儿要做。

另外,除了预习最近的上课堂内容外,大家还要注意复习前面学过的部分;有计划性的复习,特别是现在要学的地方,要用到前面学过的某些定理、定律或公式时。

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本文作者

文/苏阳;高中物理教师,高中物理网资深编辑。

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