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重要知识点梳理:功能关系的概念和应用
2015.11.24 17:37

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有学生加我的QQ,问我功能关系是怎么一回事。这个概念其实很难理解,在解题应用时,其变形公式也很多。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

功能关系概念

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。

需要注意的是:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一个状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位相同(都是J),不能说功就是能,也不能说功变成了能。

具体来说,做功与能量间到底是什么关系呢?概念是比较抽象的,下面,我们结合案例做进一步的分析。

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合=ΔEk,这就是动能定理(是功能关系的一种特殊情况)。

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。

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,大小不变,那么此时系统的机械能就守恒,这就是机械能守恒定律。

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,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从更广义的角度看,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)。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,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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提醒一点:及时复习课堂所学。有不明白的地方,赶紧抽时间问周围同学,或者老师,及时下功夫搞清楚,千万不要拖着(高中时间太紧了);后面还有后面的事儿要做。

另外,除了预习上次课的内容外,同学们还要注意复习前面学过的部分;做到有计划性的复习,特别是目前所学内容需要用到前面学过的某些定理、定律或公式时。

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作者简介

文/崔强;高中物理教师,高中物理网编辑。

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