2015.10.01 20:05
近期有不少学生问我功能关系相关的物理题。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。
下面我们把功能关系,给同学们做一个详细的解释。
功能关系概念
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。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,它和一段位移(一个时间段)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),不能说功就是能,也不能说功变成了能。
具体来说,做功与能量间到底是什么关系呢?概念是比较抽象的,下面,我们结合案例做进一步的分析。
功能关系的详细阐述
⑴物体动能的改变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)以外的力做的功来改变的,表达公式为: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,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损失的机械能,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对某个系统研究其能量,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。
参考文献http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43174.html
功能关系使用提醒
怎么学好功能关系呢?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)。比如:某个过程中,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,重力做了多少焦耳的正功,就有多少焦耳的重力势能减小了。
功能关系并不是简简单单一个公式,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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本文作者
文/崔强;高中物理教师,高中物理网编辑。
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