物理网博客
难点剖析:功能关系
2016.01.05 16:17

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有学生加我的QQ,问我功能关系相关的物理题。说实话,这个概念很难理解,解题使用中,其变形也很多。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。

功能关系内容

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)。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。

功能关系具体阐述

⑴单独某个物体动能的增量由合外力所做的总功来衡量:W合=ΔEk,这就是动能定理(是功能关系的一种特殊情况)。

⑵物体重力势能的改变量由所受重力做功来量度,公式: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,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。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整个系统做的总功,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

功能关系使用注意事项

如何搞明白功能关系呢?如何进行选择对应的公式呢?必须理解题中条件,研究该过程中的功与能量之间的对应关系(到底是怎么一回事)。比如:某个过程中,摩擦力做了多少负功,那么一般情况下物体的能量就损失了多少焦耳。再比如,重力做了多少正功,就有多少焦耳的重力势能消失了。

功能关系很复杂,并不是一个公式,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,能量也很多,这些功和能之间的对应关系,一定要搞清楚。

高中物理内容多,彼此之间相互交织、联系,形成了一个很大的知识网。把知识点掌握牢是学好物理的前提,需要在课下付出努力。

强调一点:课下及时复习。有不明白、没有吃透的地方,赶紧问同学或老师,及时搞清楚,不要拖着(咱们高中的时间太宝贵了);后面还有后面的事儿要做。

另外,除了预习最近的上课堂内容外,同学们还要注意复习前期学过的内容,有计划性的复习,特别是现在要学的地方,要用到前面学过的重要的定理、定律、公式的时候。

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作者简介

文/齐龙;高中物理教师,物理网资深编辑。

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