探索高中物理中的关键功能与关系
大家好,今天小编来为大家解答以下的问题,关于探索高中物理中的关键功能与关系,这个很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!
函数关系
做功的过程就是能量转换的过程。功是能量转换的手段,也是能量转换的唯一衡量标准,即W=E或-E。能量守恒定律和变换定律是最基本的自然定律之一。在不同形式的能量相互转换的过程中,功起着重要的作用。功与能量的关系几乎贯穿整个物理学,是经典物理学的三大支柱之一。可以说,学生能否正确、熟练地运用函数关系(包括动能定理、机械能守恒定律、函数原理等)解决问题,是学生物理学习是否入门的重要标志,是教师判断学生对该领域知识掌握情况的试金石。
需要强调的是:功是一个过程量,是位移力的积累;能量是一个状态量,对应于一个时刻。两者的单位相同(都是J),但不能说功就是能量,也不能说“功变成能量”。功是能量转化的衡量标准。功与能量的关系,首先是不同的力做功,对应着不同的能量变换形式,是一一对应的。其次,所做的功在数值上等于转化的能量的量。
1、物体克服重力、弹力、电场力的功等于重力势能、弹性势能、电势能的变化,即-W=EP。也就是说,重力、弹力、电场力的功等于重力势能、弹性势能、电势能的变化。 W=-EP 的负值我们不妨称之为势能定理
2、合力所做的功等于动能的变化。合力所做的功是动能转化的量度,即:
W 组合=Ek 这就是动能定理。
3、一对滑动摩擦力所做的总功等于内能。即Wf=Q;一对静摩擦力所做的功总和始终等于零,即静摩擦力所做的功只能实现机械能的传递而不能实现机械能的转换!
4、物体机械能的增量是用重力以外的力所做的功来衡量的:W=Emachine,(W代表重力和弹性以外的力所做的功)。我们不妨称之为机械能定理。
这实际上是机械能守恒定律——的相反表达。机械能不守恒的条件:有其他力在做功。只有当W=0时,才意味着只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒。
EP+EK=EP'+EK'。当研究对象由多个物体组成时,往往根据是否存在“无摩擦、介质阻力”来判断机械能是否守恒。
5、机械能守恒定律:在只有重力或弹力起作用的物体系统中,动能和势能可以相互转换,而总机械能保持不变。
表达式:mgh1+mv12=mgh2+mv22
深刻理解:只有重力所做的功才对应重力势能的变化。同时,重力的功是合力的功,因此也对应着动能的变化。因此,当只有重力作用时,就实现了重力势能和动能相互转化为机械能。保持不变。由此我们可以大胆推断出第六点。
6、力所做的功必定对应于两种能量的相互转化,并且这两种能量之和保持不变。 N种力所做的功必然对应着N+1种能量的相互转化,并且这N+1种能量的总和保持不变。 +1表示:更多的能量是动能。
例如:只有电场力起作用,电势能和动能之和保持不变;当电场力和重力同时作用时,电势能、动能和重力势能之和保持不变,即电势能和机械能之和保持不变。
几种共同的力量起作用
相应的能量变化
关系表达
重力
正功
重力势能减小
消极工作
重力势能增加
弹簧的弹性等
正功
弹性势能减小
W炸弹=-Ep=Ep1-Ep2
消极工作
弹性势能增加
电场力
正功
电势能减小
W电量=-Ep=Ep1-Ep2
消极工作
电势能增加
强强联手
正功
动能增加
W=Ek=Ek2-Ek1
消极工作
动能减少
除重力和弹簧力外的力
正功
增加机械能
Wother=E=E2-E1
消极工作
机械能减少
由一对滑动摩擦力所做的功
机械能减少,内能增加
Q=Ff·s相对
实施例1
(多选)(广东天河华南师范大学附属中学期末,2019)如图1所示,质量为m的汽车,在水平恒力F的驱动下,从静止点A处运动到山坡底部到B 的高度为h。的速度为v,AB的水平距离为s,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
图1
A.小车克服重力所做的功是mgh
B小车上的合力所做的功是
C.小车上的推力所做的功为Fs-mgh
D.小车上的阻力所做的功为+mgh-Fs
答案ABD
解析上升过程中,重力所做的功为WG=mgh=mg(hA-hB)=-mgh,因此小车克服重力所做的功为mgh,故A正确;将动能定理应用到汽车从A移动到B时,我们得到W=mv2,所以B是正确的;由动能定理可得W Push - mgh + Wf=mv2,解为W Push=mv2 - Wf + mgh。由于推力是恒力,W推=Fs,而阻力对小车所做的功为Wf=mv2+mgh-Fs,所以C错误,D正确。
实施例2
(多选)如图2所示,一辆质量为M、长度为L的汽车静止在光滑的水平面上,在汽车的最左端放置一个质量为m的小块(可以看成一个质点)。车。现在用一个水平恒力F作用在小物体上,使小物体从静止开始以匀加速直线运动。小物体与汽车之间的摩擦力为Ff。当小物体滑到小车右端时,小车移动的距离为x。在此过程中,下列结论正确的是:( )
图2
A、小物体到达小车最右端时的动能为(F-Ff)(L+x)
B当小物体到达小车最右端时,小车的动能为Ffx
C、小物体克服摩擦力所做的功为Ff(L+x)
D.系统产生的内能为Fx
回答ABC
由动能定理分析即可得。当小物体到达汽车最右端时,小物体的动能Ek=W=(F-Ff)(L+x),A正确;当小物体到达小车最右端时,小车动能Ek=Ff x ,B正确;小物体克服摩擦力所做的功Wf=Ff(L+x),C正确;系统产生的内能是Ff L,D是错误的。
实施例3
(多选)(2020·全国卷I·20)一个块体从静止处开始,在坡顶高3.0m、长5.0m处从静止处滑下斜坡。其重力势能和动能随滑动距离s的变化如图中直线I所示,如图II所示,重力加速度为10m/s2。然后( )
A、块体滑动过程中机械能不守恒。
B块与斜面之间的动摩擦因数为0.5
C、木块滑动时的加速度为6.0 m/s2
D、木块滑动2.0m时,损失机械能12J
答案AB
分析:从E-s图像可知,块体的动能与重力势能之和减小,因此块体在滑动过程中机械能不守恒,故A正确;由E-s图可知,在整个滑动过程中,块体的机械能重力势能减少量为E=30 J-10 J=20 J,重力势能减少量为Ep=mgh=30 J,且E=mgcos ·s,其中cos ==0.8,h=3.0 m,g=10 m/s2,则可得m=1 kg,=0.5,故B正确;木块向下滑动时的加速度为a=gsin -
gcos =2 m/s2,故C错误;木块滑动2.0m时损失的机械能为E=mgcos·s=8J,故D错误。
实施例4
(能量守恒定律)(多选)(2019年湖南省衡阳市第二次模拟)如图6所示,轻弹簧一端固定在O点,另一端固定有一个小弹簧带孔的小球,小球套在固定的垂直光滑杆上,小球位置在图中A点,弹簧处于其原始长度。现在将球从A 点的静止位置释放。球将向下移动。经过与A点和B点对称的C点后,球可以移动到最低点。在D点,OB与杆垂直,则下列结论正确: ( )
A、当球从A点运动到D点时,其最大加速度必须大于重力加速度g。
B当球从B 点移动到C 点时,球的重力势能和弹簧的弹性势能之和可能会增加。
C. 当球移动到C 点时,重力对其做功的力最大。
D、当球在D点时,弹簧的弹性势能一定是最大的。
回答AD
parse 在B点,小球的加速度为g,弹簧在BC之间处于压缩状态。小球除了垂直方向的重力外,还有弹簧弹力垂直方向向下的分力,所以小球从A点运动到D点的过程中,它的最大加速度一定要大比重力加速度g大,故A正确;由机械能守恒定律可以看出,当小球从B点运动到C点时,小球加速,即动能增大,因此小球的重力势能弹性势能之和弹簧的弹性势能必然减小,故B错误;当小球运动到C点时,由于弹簧的弹力为零,合力为重力G,小球仍会从C点开始加速一段时间,所以小球在C点的速度并不是最大,即重力的力量不是最大,所以C错误; D点是球运动的最低点,即速度为零,弹簧变形最大,所以球在D点时弹簧的弹力势能最大,所以D为正确的。
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用户评论
高中物理学 FUNCTIONAL RELATIONS? 这个概念听起来抽象啊,对现在还在复习高考物理的我来说有点困难!不过我感觉了解这种联系可能会让我理解物理原理更深刻。期待作者能用通俗易懂的方式来讲解!
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终于有人提到了这个重要的话题了!高中物理的 FUNCTIONAL RELATIONS 确实关系到很多知识点,如果掌握不好,后面学习就很容易吃力。希望能有详细的学习方法分享。
有14位网友表示赞同!
高中物理学 FUNCTIONAL RELATIONS 这个概念确实很重要,理解它能让我们更好地解决实际问题。比如在计算力和重力的关系时就能得心应手!我感觉学习这种功能关系应该注重实践和应用,这样才能加深记忆
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对函数关系这个概念一直有些困惑啊,特别是物理学中的 FUNCTIONAL RELATIONS ,感觉有时候公式和实际情况的联系很模糊。希望这篇博文能帮我理清思路
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学习物理学的重点就是理解现象背后的规律性和内在联系,而 FUNCTIONAL RELATIONS 就体现了这一点。通过分析变量之间的关系,我们可以更好地认识世界!
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高中物理学 FUNCTIONAL RELATIONS 这个话题太棒了!我之前感觉公式很多很累,现在明白了它其实是各种物理现象的总结和表达。这让我感觉学习物理更有方向性!
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高中物理学的 FUNCTIONAL RELATIONS 确实比较抽象,但我认为理解这种关系能让我更深刻地体会物理学的美妙之处。 期待作者能用更生动的例子来讲解, 这样更容易理解!
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我一直觉得物理书上的公式太死板了,没有实际操作和应用。学习 FUNCTIONAL RELATIONS 的重点应该是把公式与真实世界联系起来!
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希望这篇博文能提供一些具体的练习方法和案例分析,这样我能更有效地掌握高中物理学中的 FUNCTIONAL RELATIONS 。 感觉仅仅是看理论讲解还不够
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FUNCTIONAL RELATIONS 概念太棒了!它让我意识到物理不仅仅是死记硬背公式,而是要用逻辑思考、发现规律,并用数学语言来表达。希望能看到更多应用实例吧!
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高中物理学 FUNCTIONAL RELATIONS 的学习确实需要一定的耐心和思维能力,希望这篇博文能给我一些方法和技巧,让我能更高效地理解这种关系。
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我一直对物理兴趣比较大, 函数关系这个概念听起来很有意思。希望作者能够详细解释,让我也能体会到函数关系的魅力!
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其实我还是觉得高中物理学 FUNCTIONAL RELATIONS 太难了, 感觉很多公式和概念都很抽象,很难理解。希望能简化成更易于吸收的形式!
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我对数学比较敏感,所以我觉得学习 FUNCTIONAL RELATIONS 并不困难。但我想知道这种关系在物理实践中的具体应用案例,这样才能更深入地理解它!
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高中物理学的功能关系确实很重要,但我感觉有些老师讲解方式不太适合我,难以理解。希望这篇文章能用通俗易懂的方式来解释这个概念!
有15位网友表示赞同!
看了标题就觉得很有意思!一直以来我对函数关系的应用都比较感兴趣,希望能从这篇博文中学到更多关于 FUNCTIONAL RELATIONS 的知识。
有12位网友表示赞同!
高中物理学 FUNCTIONAL RELATIONS 确实是在考试中重要的考点,希望这篇博文能提供一些技巧和方法帮助我更好地理解它!
有11位网友表示赞同!
对于那些对物理还处于初期的同学来说 FUNCTIONAL RELATIONS 可能会很困难,需要老师和同学们互相帮助,共同学习。 希望这篇文章能鼓励大家一起突破这个难关!
有10位网友表示赞同!