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物理难点剖析:功能关系内涵
2016.02.21 12:32

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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。的确,这个概念其实很难理解,在解题应用时,其变形也很多。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。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),但不能说功就是能,也不能说功变成了能。

做功与能量间到底是什么关联?下面,我们结合一些案例做进一步的说。

功能关系的详细阐述

⑴物体动能的增量由外力做的总功来量度,公式: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由于摩擦而减小的机械能,这部分能量与系统增加的内能相等。公式为:Q=f△d(d为这两个物体间相对位移)。

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,则外界的力,对系统做的总功,等于系统所有物体所有能量的改变量。

功能关系使用注意事项

如何学好功能关系呢?如何选择对应的物理公式解题呢?我的看法还是,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:摩擦力做了多少负功,那么一般情况下能量就损失了多少。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。

功能关系并不是简简单单一个公式,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,所涉及的能量也有很多种,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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作者介绍

文/齐龙;高中物理教师,高中物理网资深编辑。

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