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难点解析:功能关系的概念和应用
2015.11.09 20:16

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有学生加我的QQ,问我功能关系到底是什么,怎么用来解题。这个概念其实很难理解,在解题应用时,其变形式和推论也很多。概念都没有理清楚,就满足做题,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。

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)。做功的过程,就是能量转化或转移的过程。

强调:功是一种过程量,它与一段位移(一段时间)对应;而能与一个时刻相对应,是一个状态量。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,做功与能量之间是什么对应关系呢?概念是比较抽象的,下面,我们结合一些案例做进一步的说。

功能关系具体阐述

⑴物体动能的改变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,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其表示除重力和弹簧弹力外的其它力做的功),这就是机械能定理。

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,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的总功,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,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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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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