高中物理功能關(guān)系知識歸納

時間：2024-03-09 05:08:25 文樺2 物理學習方法

　　在高中物理教學中,對于功能關(guān)系而言是我們教學過程中的重點所在,同時也是學生在教學中存在問題較多的地方。對于高中物理功能關(guān)系而言所涉及的范圍很大,之間存在的環(huán)節(jié)也是緊密相扣,對于學生的知識串聯(lián)過程要求很高。為了幫助大家更好的學習物理學科，以下學習啦小編搜集整合了高中物理功能關(guān)系知識，歡迎參考閱讀!

　　高中物理功能關(guān)系知識歸納如下：

　　功能關(guān)系：功和能的關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。有兩層含義：

　　(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,(2)做功的多少決定了能轉(zhuǎn)化的數(shù)量,即:功是能量轉(zhuǎn)化的量度

　　強調(diào)：功是一種過程量，它和一段位移(一段時間)相對應(yīng);而能是一種狀態(tài)量，它與一個時刻相對應(yīng)。兩者的單位是相同的(都是J)，但不能說功就是能，也不能說“功變成了能”。

做功的過程是物體能量的轉(zhuǎn)化過程，做了多少功，就有多少能量發(fā)生了變化，功是能量轉(zhuǎn)化的量度．
(1)動能定理		合外力對物體做的總功等于物體動能的增量．即#FormatImgID_0#
(2)與勢能相關(guān)力做功#FormatImgID_1# 導(dǎo)致與之相關(guān)的勢能變化	重力	重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力勢能增加．重力對物體所做的功等于物體重力勢能增量的負值．即W_G=E_P₁—E_P₂= —ΔE_P
	彈簧彈力	彈力做正功,彈性勢能減少；彈力做負功，彈性勢能增加．彈力對物體所做的功等于物體彈性勢能增量的負值．即W_彈力=E_P₁—E_P₂= —ΔE_P
	分子力	分子力對分子所做的功=分子勢能增量的負值
	電場力	電場力做正功,電勢能減少;電場力做負功,電勢能增加。注意：電荷的正負及移動方向電場力對電荷所做的功=電荷電勢能增量的負值
(3)機械能變化原因		除重力(彈簧彈力)以外的的其它力對物體所做的功=物體機械能的增量即W_F=E₂—E₁=ΔE 當除重力(或彈簧彈力)以外的力對物體所做的功為零時，即機械能守恒
(4)機械能守恒定律		在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內(nèi)，動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化，但機械能的總量保持不變．即 E_K₂+E_P₂= E_K₁+E_P₁，#FormatImgID_2# 或 ΔE_K= —ΔE_P
(5)靜摩擦力做功的特點		(1)靜摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功； (2)在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的互相轉(zhuǎn)移，而沒有機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，靜摩擦力只起著傳遞機械能的作用； (3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對靜摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總是等于零．
(6)滑動摩擦力做功特點 “摩擦所產(chǎn)生的熱”		(1)滑動摩擦力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功； =滑動摩擦力跟物體間相對路程的乘積，即一對滑動摩擦力所做的功 (2)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi)，一對滑動摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總表現(xiàn)為負功，其大小為:W= —fS_相對=Q 對系統(tǒng)做功的過程中,系統(tǒng)的機械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能， (S_相對為相互摩擦的物體間的相對位移;若相對運動有往復(fù)性,則S_相對為相對運動的路程)
(7)一對作用力與反作用力做功的特點		(1)作用力做正功時，反作用力可以做正功，也可以做負功，還可以不做功；作用力做負功、不做功時，反作用力亦同樣如此． (2)一對作用力與反作用力對系統(tǒng)所做功的總和可以是正功,也可以是負功,還可以零．
(8)熱學外界對氣體做功		外界對氣體所做的功W與氣體從外界所吸收的熱量Q的和=氣體內(nèi)能的變化W+Q=△U (熱力學第一定律,能的轉(zhuǎn)化守恒定律)
(9)電場力做功		W=qu=qEd=F_電S_E(與路徑無關(guān))
(10)電流做功		(1)在純電阻電路中#FormatImgID_3# (電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率） (2) 在電解槽電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率+轉(zhuǎn)化為化學能的的功率 (3) 在電動機電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率與輸出的機械功率之和 P_電源t =uIt= +E_其它；W=IUt >#FormatImgID_4#
(11)安培力做功		安培力所做的功對應(yīng)著電能與其它形式的能的相互轉(zhuǎn)化，即W_安=△E_電，安培力做正功，對應(yīng)著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（如電動機模型）；克服安培力做功，對應(yīng)著其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能（如發(fā)電機模型）；且安培力作功的絕對值，等于電能轉(zhuǎn)化的量值， W＝F_安d＝BILd#FormatImgID_5# 內(nèi)能(發(fā)熱)
(12)洛侖茲力永不做功		洛侖茲力只改變速度的方向
(13)光學		光子的能量: E_光子=hγ；一束光能量E_光=N×hγ(N指光子數(shù)目) 在光電效應(yīng)中，光子的能量hγ=W+#FormatImgID_6#
(14)原子物理		原子輻射光子的能量hγ=E_初—E_末，原子吸收光子的能量hγ= E_末—E_初愛因斯坦質(zhì)能方程：E＝mc²
(15)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律		對于所有參與相互作用的物體所組成的系統(tǒng)，其中每一個物體的能量的數(shù)值及形式都可能發(fā)生變化，但系統(tǒng)內(nèi)所有物體的各種形式能量的總合保持不變

　　功和能的關(guān)系貫穿整個物理學。現(xiàn)歸類整理如下：常見力做功與對應(yīng)能的關(guān)系

常見的幾種力做功		能量關(guān)系		數(shù)量關(guān)系式
力的種類	做功的正負	對應(yīng)的能量	變化情況
①重力mg	+	重力勢能E_P	減小	mgh=–ΔE_P
	–		增加
②彈簧的彈力kx	+	彈性勢能E_彈性	減小	W_彈=–ΔE_彈性
	–		增加
③分子力F_分子	+	分子勢能E_分子	減小	W_分子力=–ΔE_分子
	–		增加
④電場力Eq	+	電勢能E_電勢	減小	qU =–ΔE_電勢
	–		增加
⑤滑動摩擦力f	–	內(nèi)能Q	增加	fs_相對= Q
⑥感應(yīng)電流的安培力F_安培	–	電能E_電	增加	W_安培力=ΔE_電
⑦合力F_合	+	動能E_k	增加	W_合=ΔE_k
	–		減小
⑧重力以外的力F	+	機械能E_機械	增加	W_F=ΔE_機械