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物理考点解析:功能关系
2016.03.09 23:02

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近期有不少同学问我功能关系的问题。在交流过程中,我发现很多学生并不理解这个概念,就盲目做题,当然感觉很吃力,不知道怎么去使用了。

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数量。即,功是能量转化的量度。

功和能别混淆了。功是一种过程量,它与一段位移(一段时间)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),不能说功就是能,也不能说功变成了能。

具体来说,做功与能量之间是什么关系呢?概念是比较抽象的,下面,我们做进一步的讲解,并结合一些案例帮助同学们理解。

功能关系的详细阐述

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=ΔEk,这就是动能定理的内容。

⑵某个物体的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(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,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,用来量度该过程中,系统减小的机械能,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。一定要搞明白在研究的过程中,到底有哪些力对研究对象做功了,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,在不同的题意里有不同的推论和公式变形。如果你连这道题中,具体的某过程各个力做功的问题没有搞明白,或者能量的改变没搞清楚,功能关系这部分的学习肯定是越学越乱。

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。咱们学的力很多,对应的做功过程更多,所涉及的能量也有很多种,这些功和能之间的对应关系,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

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另外,除了预习最近的上课堂内容外,同学们还应重视复习前期学过的内容,特别是目前所学内容需要用到前面学过的重要的定理、定律、公式的时候。

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作者介绍

文/齐龙;高中物理教师,高中物理网资深编辑。

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