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物理难点剖析:功能关系
2016.03.04 23:02

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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,使用中其变形也很多。概念都没有搞清楚,没搞懂功能关系到底是怎么一回事,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

功能关系内容

内容:功是能量转化的量度。有两层含义:(1)做功的过程,也就是能量转化的过程;(2)做功的多少决定了能转化的量。即,功是能量转化的量度。

功和能别混淆了。功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是J),不能说功就是能,也不能说功变成了能。

做功和能量之间到底是什么关系呢?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物体动能的改变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其表示除重力和弹力以外的其它力做的功),这就是机械能定理(可不是机械能守恒定律,这个考点已删)。

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由于摩擦而减小的机械能,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。

再给同学们强调一下:功能关系,说白了,就是做功和能量改变之间的关系。利用功能关系来解物理题,同学们要搞明白在研究的过程中(过程必须明确),到底有哪些力对研究对象做功了,这部分功,对应的是哪些能量的改变?

功能关系内涵很广,并不是一个一成不变的公式,有很多推导或公式变形。假若你连研究过程中力做功的问题没有搞明白,或者系统能量的变化,没有搞清楚,功能关系这个考点的学习会越学越混乱,越来越搞不明白到底功能关系怎么用。

功能关系使用注意事项

怎么学好功能关系呢?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,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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作者介绍

文/苏阳;高中物理教师,物理网资深编辑。

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