物理网博客
重要难点梳理:功能关系的概念和应用
2015.10.28 15:05

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近期有不少同学问我功能关系相关的物理题。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。

学校一角

功能关系概念

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)。

功和能别混淆了。功是一种过程量,它与一段位移(一段时间)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,我们结合一些案例做进一步的说。

功能关系的具体阐述

⑴物体动能的改变量由外力做的总功来量度,公式:W=ΔEk,这就是动能定理。

⑵某物体的重力势能的增量由重力做的功来量度: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,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,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对某个系统研究其能量,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

如何搞明白功能关系呢?如何选择对应的物理公式解题呢?我的看法还是,必须理解研究过程中的功与能量之间的对应关系。举个例子:摩擦力做了多少的负功,那么一般情况下能量就损失了多少。再比如,重力做了多少功,就失去了多少焦耳的重力势能。

功能关系并不是简简单单一个公式,而是一种对应的关系。咱们高中物理提到的力很多,对应的做功过程更多,涉及到的能量也很多,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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作者介绍

文/齐龙;高中物理教师,物理网资深编辑。

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