物理网博客
知识点梳理:功能关系的概念和应用
2015.11.11 14:15

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有学生加我的QQ,问我功能关系相关的物理题。这个概念其实很难理解,解题使用中,其变形公式也很多。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。

中学校园

功能关系概念

内容: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。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,它和一段位移(一个时间段)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,做功与能量间到底是什么关系呢?下面,我们结合一些案例做进一步的说。

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=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,也就是系统增加的内能。公式表述Q=f△d(d为这两个物体间相对移动的路程)。

⑹对某个系统研究其能量,那么该系统以外的物体对整个系统做的总功等于系统内总能量的变化。

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。比如: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,重力做了多少功,就失去了多少焦耳的重力势能。

功能关系并不是一个公式,而是一种功和能之间的对应的关系。咱们学的力很多,对应的功更多,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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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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