物理网博客
难点剖析:功能关系内涵
2015.11.03 11:42

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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,使用中其变形式和推论也很多。搞不懂概念就去做题,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。

学校一角

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,也就是能量转化的过程;(2)做功的多少决定了能转化的量。

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。两者的单位相同(都是J),但不能说功就是能,也不能说功变成了能。

具体来看,做功和能量之间到底是什么关联?下面,我们结合一些案例做进一步的说。

功能关系的具体阐述

⑴物体动能的增量由其所受到的合外力所做的总功来量度:W=ΔEk,这就是动能定理的内容。

⑵某个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(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: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当W其=0时,说明只有重力和弹力在做功,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。公式为:Q=f△d(d为这两个物体间相对位移)。

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

功能关系使用提醒

如何搞明白功能关系呢?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,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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本文作者

文/齐龙;高中物理教师,物理网资深编辑。

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