2015.10.29 16:59
有学生加我的QQ,问我功能关系相关的物理题。说实话,这个概念很难理解,使用中其变形式和推论也很多。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。
功能关系
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)。即,功是能量转化的量度。
需要注意的是: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。两者的单位是相同的(都是J),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?接下来,我们结合一些案例做进一步的说。
功能关系的具体阐述
⑴单独某个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=ΔEk,这就是动能定理。
⑵某个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(这个定理不需要掌握)。
⑶物体机械能的增量由重力弹力以外的其他力做的功来量度: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。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。
参考文献http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43174.html
功能关系使用
如何学好功能关系呢?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)。比如:某个过程中,摩擦力做了多少负功,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。
功能关系并不是简简单单一个公式,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,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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作者介绍
文/齐龙;高中物理教师,物理网资深编辑。
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