淺談功能關(guān)系的角色性

王生勇

摘要：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，這句話是能量守恒教學(xué)的精髓、核心;但在教學(xué)過程中很多老師將這一核心流于形式，而只是過于強(qiáng)調(diào)動能定理的重要性，使得學(xué)生只是學(xué)會了死套公式，缺乏分析解決問題的能力;因此作者在教學(xué)中體會到將“功能關(guān)系的角色性”滲透于教學(xué)中才能使學(xué)生深刻理解做功與能量變化的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：功能關(guān)系;能量守恒;因果關(guān)系;角色性

中圖分類號：G633.7?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B????文章編號：1672-1578（2018）31-0178-01

功能關(guān)系在高中物理教學(xué)中的重點部分，對于學(xué)生的“學(xué)”和教師的“教”都存在很大的難度;功是能量轉(zhuǎn)化的量度這句話不能只是流于形式，動能定理也不能只是一遍遍的強(qiáng)調(diào)其重要。也許這種教學(xué)方式對習(xí)慣死記硬背的同學(xué)確實有些幫助，但也容易使學(xué)生養(yǎng)成死套公式的不良習(xí)慣，無助于提高學(xué)生分析解決問題的能力。如何讓學(xué)生深刻理解功能關(guān)系，確實是物理教學(xué)中的一個難點，作者在教學(xué)中摸索了一套自己的方法，現(xiàn)將這一方法總結(jié)如下：

1.功能關(guān)系的理解

1.1?功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做了多少功就有多少能量增加和減少;套用一句廣告詞：功不生產(chǎn)能量，只是能量的“搬運工”;不同的“搬運工”只會搬運對應(yīng)的不同的能量。

1.2?做功更是能量轉(zhuǎn)化的內(nèi)因，做功的過程中一定伴隨著能量的轉(zhuǎn)化。

2.功能關(guān)系與能量守恒的關(guān)系

2.1?功能關(guān)系是：“功”是“能量變化”的原因，因此功能關(guān)系是因與果的關(guān)系。

2.2?能量守恒是：“某些能量的減少量”等于“其它能量的增加量”，因此能量守恒是果與果的關(guān)系。

3.功能關(guān)系的角色性

高中物理中的功能關(guān)系主要有以下七種：

3.1?重力做功與重力勢能變化：WG=-△Ep

作為“重力”這個角色，重力做功只會改變重力勢能。

3.2?彈力做功與彈性勢能變化：W彈=-△Ep

作為“彈力”這個角色，彈力做功只會改變彈性勢能，而并不是所有彈力都能改變彈性勢能。這個功能關(guān)系只針對像彈簧一樣發(fā)生彈性、明顯形變的彈力，因為微小形變的形變量可忽略不計，因此彈性勢能無法參與變化。

3.3?電場做功與電勢能變化：W彈=-△Ep

作為“電場力”這個角色，電場力做功只會改變電勢能，其它力無法改變電勢能。

3.4?滑動摩擦力（或空氣阻力）做功與內(nèi)能變化：Q=f·△x

“滑動摩擦力”這個角色的力做功，只會改變內(nèi)能;△x為兩個產(chǎn)生摩擦力的兩物體間的相對滑行距離。

3.5?“其它力”做功與機(jī)械能變化：W其它=△E機(jī)械

“其它力”是指除重力和彈力以外的力，在此我要特別強(qiáng)調(diào)這種彈力必須是被納入系統(tǒng)的彈簧發(fā)生彈性且明顯的形變的彈力，因為微小形變意味著形變量是忽略不計的，即彈性勢能無法參與變化。例如：木板托著物體豎直向上勻速運動，從運動角度分析可知：物體動能不變而重力勢能增加，則機(jī)械能增加;從受力角度分析：物體受重力和支持力，由于支持力屬于彈力，學(xué)生可能會誤以為物體未受到“其它力”而認(rèn)為機(jī)械能守恒，要引導(dǎo)學(xué)生理解到支持力是微小形變的彈力（屬于），由于支持力這個“其它力”做正功而使物理機(jī)械能增加。

3.6?合外力做功與動能變化：W總=△Ek（動能定理）

“合外力”這個角色力做功，只會改變動能;合外力是效果力，并沒有哪種力專門叫合外力，哪個力充當(dāng)了合外力，哪個力做功就能改變動能;由于動能定理在高中物理中的重要地位，很多同學(xué)總是死套公式而缺乏理解和思考。

3.7?安培力做功與電能變化：W安=-△E電

該功能關(guān)系主要用在電磁感應(yīng)類問題，尤其在電磁感應(yīng)中焦耳熱的計算方面，可以為學(xué)生提供一種解決問題的方法。

綜上所述，我認(rèn)為要讓學(xué)生充分理解和應(yīng)用功能關(guān)系的關(guān)鍵是：引導(dǎo)學(xué)生理解記憶力的角色對應(yīng)的能量變化，把握每個力的角色就把握住了功能關(guān)系的核心。