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知识点梳理:功能关系的概念和应用
2016.03.07 06:33

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这段时间,有些同学问我功能关系相关的问题。在答疑中,我发现同学们并不理解这个概念,没有搞懂,就开始盲目做题,当然无从下手。

下面我们把功能关系,给同学们做一个详细的解释。

高中校园

功能关系

到底什么是功能关系?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)。

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。两者的单位是相同的(都是焦耳),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,是由重力(和弹力)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,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,这部分能量与系统增加的内能相等。f△d=Q(d为这两物体间的相对路程)。

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,则外界的力,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。

上述总结了很多内容,核心的地方,再给同学们强调一下:功能关系,其实就是做功和能量改变之间的关系,利用功能关系求解问题,一定要搞明白在研究的过程中,对研究对象而言,到底有哪些力做了功,做的功对应的是哪些能量的改变?

功能关系并不是一个单独的公式,有很多推导或公式变形。如果你连具体的过程中做功的问题没有搞明白,或者能量变化没搞清楚,功能关系这部分的学习肯定是越学越乱,越学越吃力。

功能关系使用注意事项

怎么学好功能关系呢?如何进行选择对应的公式呢?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,那么一般情况下物体的能量就损失了多少焦耳。再比如,重力做了多少焦耳的正功,就有多少焦耳的重力势能减小了。

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,涉及到的能量也很多,这些功和能之间的对应关系,到底是怎么样的转化关系,要搞清楚。

参考文献

功能关系http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43174.html

高中物理知识点非常多,彼此间相互联系紧密,形成了一张知识网。学好物理,必须把知识点掌握牢固,需要同学们在课下付出努力。

提醒同学们的一点是:及时复习。有不明白、不清晰的地方,赶紧问同学或老师,及时搞清楚,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,除了预习最近的上课堂内容外,大家还要注意复习前面学过的部分;特别是现在要学的地方,要用到前面学过的某些定理、定律或公式时。

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本文作者

文/齐龙;高中物理教师,高中物理网资深编辑。

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