高中物理中的功能關(guān)系

1、高中物理中的功能關(guān)系功能關(guān)系是貫穿高中部物理學(xué)的一條主線，能量也是每年高考的必考內(nèi)容。功能關(guān)系同樣也是高中物理中的難點(diǎn)，其根本的原因在于能的多樣性和復(fù)雜性，梳理整合各種功能關(guān)系對(duì)于物理的教和學(xué)都有至關(guān)重要的意義。首先，要正確的理清功和能的概念。功是一個(gè)過程量，所描述的是力在物體沿力的方向發(fā)生位移的過程中的積累效應(yīng)，也可以說是力的空間積累效應(yīng)。能是狀態(tài)量，可以以多種不同的形式存在。按照物質(zhì)的不同運(yùn)動(dòng)形式分類，能量可分為機(jī)械能、化學(xué)能、熱能

2、、電能、輻射能、核能。這些不同形式的能量之間可以通過物理過程或化學(xué)反應(yīng)而相互轉(zhuǎn)化。其次，明確做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程。做了多少功可以用轉(zhuǎn)化了多少能量來度量；反過來，某個(gè)過程轉(zhuǎn)化了多少能量，可以用該過程做了多少功來度量。二者既是兩個(gè)完全不同的概念，但又有著緊密聯(lián)系不可分割。下面具體分析各種功能關(guān)系：一、各種形式的能與功的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.重力做功與重力勢能變化的關(guān)系WG=mg（h1h2）=mgh=mgh1mghmgh2==（mghmgh2m

3、ghmgh1）=⊿EpEp重力做的功等于重力勢能的減量，重力做正功，重力勢能減??；重力做負(fù)功重力勢能增加；增加或減少的量等于重力做功的多少。同樣在有關(guān)天體運(yùn)動(dòng)中，萬有引力做的功等于等于引力勢能的減量。2.彈簧的彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系W彈=⊿EpEp彈簧的彈力做的功等于彈性勢能的減量，彈簧彈力做正功彈性勢能減少；彈力做負(fù)功，彈性勢能增加；增減的多少等于彈力做功的數(shù)值。3.電場力做功與電勢能變化的關(guān)系W電=qUAB=q（φ（φAφB）

4、=q=qφAqφB=EpAEpB=（EpBEpA）=⊿EpEp電場力做的功等于彈性勢能的減量，電場力做正功，電勢能減??；電場力做負(fù)功電勢能增加；增加或減少的量等于電場力做功的多少。4.分子力做功與分子勢能的變化關(guān)系W分=⊿EpEp分子力做的功等于分子勢能的減量，分子力做正功，分子勢能減?。环肿恿ψ鲐?fù)功分子勢能增加；增加或減少的量等于分子力做功的多少。5.合力做功與動(dòng)能變化的關(guān)系W合=mv22mv12=⊿Ek1212合力所做的功等于動(dòng)能的

5、增量(變化量)合力做正功動(dòng)能增加；合力做負(fù)功，動(dòng)能減小。增加或減少的動(dòng)能等于合力做功的多少。6.機(jī)械能變化與除了重力與彈力（胡克力）以外其它力做功的關(guān)系如圖，質(zhì)量為m的物體從A運(yùn)動(dòng)到B，速度由vA變?yōu)関B，用F表示除了重力以外其它力的合力，根據(jù)動(dòng)能定理W其它其它WWG=⊿Ek而WG=⊿EpEp則W其它其它=⊿Ek⊿Ep=Ep=⊿E機(jī)即物體機(jī)械能的變化量可以用除了重力以外其它力做功來度即F阻d=d=⊿E內(nèi)8.導(dǎo)體克服安培力所做的功等于該過

6、程產(chǎn)生的電能如圖，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，導(dǎo)體棒長度L，速度為V，回路總電阻R。則此時(shí)回路中的感應(yīng)電流導(dǎo)體棒受到安培力為則導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率為此時(shí)的電熱功率為因?yàn)槿我鈺r(shí)刻都有P克安克安=P=P熱，則E電=W=W克二高中物理中的有關(guān)能量的守恒問題1.對(duì)單個(gè)物體，只有重力做功（除重力以外其它力所做總功等于零），物體的動(dòng)能和重力勢能（與地球系統(tǒng)）總和保持不變。即mgmgm（Ek1k1EEp1p1=Ek2k2EEp2p2）h112mv21

7、=h212v22或mgmg=mh1h212v2212mv212.對(duì)物體與彈簧組成的系統(tǒng)，只有彈簧彈力做功（除彈力以外其它力所做總功為零），物體的動(dòng)能與彈簧的彈性勢能之和保持不變。根據(jù)彈簧的彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系有W彈=Ep=Ep1EpEp2又W彈=W=W合=E=Ek2k2EEk1k1即EpEp1EpEp2=E=Ek2k2EEk1k13.對(duì)物體與彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈簧的彈力做功（或除重力，彈簧彈力以外以外其它力所做的總功為零