功能關(guān)系在高中物理中的應(yīng)用

王守安

摘 要：功能關(guān)系是高中物理教學(xué)當(dāng)中的重中之重，也是學(xué)生難以掌握的重點(diǎn)所在。對(duì)于高中物理來(lái)說(shuō)，功能關(guān)系涉及的方面非常廣其中的環(huán)節(jié)也是非常緊扣的，需要學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)才能解決高中物理中的功能問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用研究；高中物理；功能關(guān)系

在高中物理教學(xué)中，功能關(guān)系是非常重要的一部分內(nèi)容，它對(duì)于教師與學(xué)生來(lái)說(shuō)都有一定的難度，學(xué)生掌握并接受非常困難，對(duì)于教師將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)合理銜接并傳遞給學(xué)生也是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，盡管很多高中物理教師都投入了很多的精力，但是仍然存在很多問(wèn)題。本文就高中物理當(dāng)中的能量關(guān)系應(yīng)用進(jìn)行探討，希望對(duì)高中物理教學(xué)有所幫助。

一、高中物理中功能關(guān)系的意義

與以往相比較而言，新課程改革后的高中物理發(fā)生了很多變化，不僅極大地加深了課題內(nèi)容，而且在教學(xué)方法上提出了更高的要求。與此同時(shí)，在功能關(guān)系這方面，課題范圍得到了擴(kuò)展、內(nèi)容得到了增加，比如，在電磁學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)等多個(gè)方面都涉及功能關(guān)系應(yīng)用。因此，在高中物理教學(xué)和學(xué)習(xí)中，對(duì)于解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)如何合理有效地應(yīng)用功能關(guān)系來(lái)解決物理當(dāng)中的問(wèn)題是非常重要的?？v觀(guān)歷年物理高考內(nèi)容，功能關(guān)系都是必不可少的，而且也是考試內(nèi)容的重點(diǎn)，同時(shí)，功能關(guān)系也是高中物理教學(xué)和學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)，主要原因在于“能”具有復(fù)雜性和多樣性。梳理和掌握各種功能關(guān)系在物理學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)構(gòu)建以及實(shí)際問(wèn)題解決中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。通過(guò)以上論述，不難發(fā)現(xiàn)“功能關(guān)系”的研究和應(yīng)用在高中物理教學(xué)和學(xué)習(xí)活動(dòng)中占據(jù)著非常重要的地位。

二、功能關(guān)系的幾種形式

1.功能變化與合力做功的關(guān)系

動(dòng)能的變化量等于合力所做的功。合力做負(fù)功，動(dòng)能減少；合力做正功，動(dòng)能增加；合力做功的多少等于動(dòng)能的減少量或增加量。

2.分子勢(shì)能變化與分子力做功的關(guān)系

分子勢(shì)能變化量（增加或減少）等于分子力所做的功。分子力所做的功為負(fù)，則相應(yīng)的分子勢(shì)能增加；分子力所做的功為正，則相應(yīng)的分子勢(shì)能減小。分子力所做功的多少與分子勢(shì)能減少量或增加量相等。

3.電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系

W電=qUAB=q（φA-φB）=qφA-qφB=EpA-EpB=-（EpB-EpA）=-ΔEp

電場(chǎng)力做功的多少等于電勢(shì)能的變化量，電場(chǎng)力做負(fù)功則電勢(shì)能增加，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小。

4.彈力勢(shì)能與彈簧做功的關(guān)系

W彈=-ΔEp

彈力勢(shì)能的改變量等于彈簧彈力做的功。彈簧做正功勢(shì)能減少，反之做負(fù)功勢(shì)能則增加。

5.重力勢(shì)能與重力做功的關(guān)系

WG=mg（h1-h2）=mgh1-mgh2=-（mgh2-mgh1）=-ΔEp

重力勢(shì)能的變化量等于重力做功的多少，重力做正功那么重力勢(shì)能減小，重力做負(fù)功重力勢(shì)能則增加，也就是說(shuō)重力勢(shì)能的減量等于重力做的功。在相關(guān)的天體運(yùn)動(dòng)中也是一樣，萬(wàn)有引力做的功與引力勢(shì)能的減量相同。

三、從能量的角度解決物理當(dāng)中的問(wèn)題

1.確立討論的對(duì)象

解決能量關(guān)系這類(lèi)問(wèn)題，首先是要選定研究的對(duì)象，這是解決物理問(wèn)題的第一步，而且這也是分析問(wèn)題的關(guān)鍵一步，抓住研究對(duì)象的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行正確的分析，從而確保在解決問(wèn)題時(shí)研究方向的正確性。

2.明確研究對(duì)象與外界做功之間的關(guān)系

在解決能量關(guān)系的物理問(wèn)題時(shí)，首先要讓學(xué)生弄清楚所要研究的對(duì)象與外界做功之間的關(guān)系，明確解決問(wèn)題的方法，找出外界做功與研究對(duì)象之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而使學(xué)生養(yǎng)成一個(gè)解決問(wèn)題的良好習(xí)慣，在面對(duì)任何物理問(wèn)題時(shí)都可以形成“舉一反三”的習(xí)慣。比如，設(shè)一個(gè)固定傾角為θ的斜面頂端有一初速度為v、質(zhì)量為m的物體，受斜面摩擦力F的影響向下滑動(dòng)，斜面的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，計(jì)算物體到達(dá)斜面底端的速度為多少。在這一問(wèn)題當(dāng)中，首先要讓學(xué)生明確外界有哪些力影響物體的運(yùn)動(dòng)以及對(duì)物體做功的情況，然后再進(jìn)一步解決問(wèn)題。

3.分析研究系統(tǒng)當(dāng)中各個(gè)能量的變化

這一環(huán)節(jié)是解決物理能量關(guān)系問(wèn)題的重點(diǎn)所在。提煉出題目當(dāng)中提供的有用參數(shù)，然后根據(jù)動(dòng)能定理解決問(wèn)題，將影響物體的外界能量都找出來(lái)，再根據(jù)其內(nèi)部的聯(lián)系對(duì)其進(jìn)行正確的分析，這樣就能很快地解決問(wèn)題。

4.根據(jù)能量與功之間的關(guān)系列出等量方程

由于能量與功之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程我們不能直觀(guān)地認(rèn)識(shí)，只有通過(guò)大量的分析才能找出一定的解決辦法。比如，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能或者是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能等，這些能量之間的轉(zhuǎn)換我們可以利用能量守恒以及動(dòng)能定理列出相應(yīng)的方程式，之后再算出問(wèn)題的結(jié)果。

首先確立研究的對(duì)象，然后在教師的引導(dǎo)下明確能量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，分析各個(gè)能量的變化情況，列出能量方程，最終解算出234

90Th的動(dòng)能變化量。

在物理學(xué)當(dāng)中，一切能量問(wèn)題都是在能量守恒的條件下解決的。如果有能量的消耗，相應(yīng)的就會(huì)有力做功，抓住力做功與能量之間的關(guān)系是解決一切物理問(wèn)題的關(guān)鍵，所以在高中物理學(xué)習(xí)當(dāng)中搞好功能關(guān)系是非常重要的。

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