高考物理功能关系.pdf

⾼中物理中的功能关系 标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N] ⾼中物理中的功能关系 功能关系是贯穿⾼中部物理学的⼀条主线，能量也是每年⾼考的必考内容。功能关系 同样也是⾼中物理中的难点，其根本的原因在于能的多样性和复杂性，梳理整合各种功能 关系对于物理的教和学都有⾄关重要的意义。 ⾸先，要正确的理清功和能的概念。是⼀个过程量，所描述的是⼒在物体沿⼒的⽅向 发⽣的过程中的积累效应，也可以说是⼒的空间。能是状态量，可以以多种不同的形式存 在。按照物质的不同运动形式分类，能量可分为、、、、、。这些不同形式的能量之间可 以通过或⽽相互转化。 其次，明确做功的过程就是能量转化的过程。做了多少功可以⽤转化了多少能量来度 量；反过来，某个过程转化了多少能量，可以⽤该过程做了多少功来度量。⼆者既是两个 完全不同的概念，但⼜有着紧密联系不可分割。下⾯具体分析各种功能关系： ⼀、各种形式的能与功的对应关系 1.重⼒做功与重⼒势能变化的关系 W =mg （h -h ）=mgh -mgh =- （mgh -mgh ）= -⊿ Ep G 1 2 1 2 2 1 重⼒做的功等于重⼒势能的减量，重⼒做正功，重⼒势能减⼩；重⼒做负功重⼒势能 增加；增加或减少的量等于重⼒做功的多少。同样在有关天体运动中，万有引⼒做的功等 于等于引⼒势能的减量。 2.弹簧的弹⼒做功与弹性势能变化的关系 W 弹=-⊿ Ep 弹簧的弹⼒做的功等于弹性势能的减量，弹簧弹⼒做正功弹性势能减少；弹⼒做负 功，弹性势能增加；增减的多少等于弹⼒做功的数值。 3.电场⼒做功与电势能变化的关系 W =qU =q （φ -φ ）=qφ -qφ =Ep -Ep =- （Ep - Ep ）=-⊿ Ep 电 AB A B A B A B B A 电场⼒做的功等于弹性势能的减量，电场⼒做正功，电势能减⼩；电场⼒做负功电势 能增加；增加或减少的量等于电场⼒做功的多少。 4.分⼦⼒做功与分⼦势能的变化关系 W 分=-⊿ Ep 分⼦⼒做的功等于分⼦势能的减量，分⼦⼒做正功，分⼦势能减⼩；分⼦⼒做负功分 ⼦势能增加；增加或减少的量等于分⼦⼒做功的多少。 5.合⼒做功与动能变化的关系 1 1 W 合= mv22- mv12=⊿ Ek 2 2 合⼒所做的功等于动能的增量(变化量),合⼒做正功,动能增加；合⼒做负功，动能减 ⼩。增加或减少的动能等于合⼒做功的多少。 6.机械能变化与除了重⼒与弹⼒ （胡克⼒）以外其它 ⼒做功的关系 如图，质量为m 的物体从A 运动到B ，速度由vA 变 为vB ，⽤F 表示除了重⼒以外其它⼒的合⼒，根据动能 定理 W +W =⊿ E 其它 G k ⽽W =-⊿ Ep G 则W =⊿ E +⊿ Ep=⊿ E 其它 k 机 即物体机械能的变化量可以⽤除了重⼒以外其它⼒做功来度量。 当W 其它 ﹥0 时，⊿ E 机 ﹥0，物体机械能增加； 当W 其它＜0 时，⊿ E 机＜0，物体机械能减⼩； 当W 其它=0 时，⊿ E 机=0，物体机械能不变，即机械能守恒。 7. 摩擦⼒做功的特点 （1）摩擦⼒可以做正功 （传送带运送物体）、可以做负功、也可能不做功。 （2）⼀对相互作⽤的静摩擦⼒所做的总功总是等于零。 （两者都不做功或⼀个做 正功，⼀个做负功，代数和为零） （3）⼀对滑动摩擦⼒所做的总功⼀定为负值。 （可能是两者都做负功，如图甲；也 可能是⼀个做正功，⼀个做负功，但负功的数值⼤于正功的数值，代数和为负，如图⼄） （4）⼀对滑动摩擦⼒所做总功的绝对值等于在此过程中产⽣的内能 如图，质量为m 的物块以速度v 冲上质量为M ，速度为V 的⽊板