高中物理问题中的功能关系

李仁

【摘要】在高中物理教学中，对于“功能关系”而言是我们教学过程中的重点所在，同时也是学生在教学中存在问题较多的地方。对于高中物理“功能关系”而言所涉及的范围很大，之间存在的环节也是紧密相扣，对于学生的知识串联过程要求很高。

【关键词】高中物理 功能关系 存在关系 探索研究

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）02-0181-01

“功能关系”在高中物理教学中作为重点教学部分，对于学生以及教师而言都存在一定的难度，学生掌握过程较复杂接受难度较大，而教师在教学中对于知识点的传授以及衔接过程提出很大的挑战，为此很多教师对于“功能关系”进行了很多的研究，但是所出现的问题依然还有很多。

一、“功能关系”在高中物理教学中的重要位置

高中物理教学中，对于物体做功与能量相互转化之间存在的关系是我们在进行教学过程中的重中之重，同时也是高考的主要考点之一。在整个“功能关系”教学中其主要涉及到力学、热学，光学电磁学等等，对于高中物理教学过程都涉及到“功能关系”教学。对于功能关系的掌握是我们解决局部问题以及物理学科的知识结构的建立都具有十分重要的作用，自然也是我们教学中的重中之重，通过上面的论述过程我们也能够充分的看出“功能关系”在高中物理学科教学中的重要性所在。

二、高中物理教学中常见的功能关系

1.外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量

在高中物理“功能关系”的教学过程中，对于力学功能关系的教学过程作为初级教学过程，在教学过程中我们首先要明白的一个定理或者规律就是在于外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量，原理就是在于运用动能定理Ek=12 mv2来解决。比如说“设在倾角为θ的固定斜面底端有一物体m，初速度为V0，受沿斜面向上的拉力F作用，滑动摩擦力为？求物体沿斜面向上位移L时的速度。”

2.重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值

在高中物理“功能关系”的转化教学过程中，对于重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值的教学过程我们首先应该让学生认识到量的定义是末量减初量，可正可负，与谁多谁少无关。减少两定义是初量减末量，也是可正可负，与谁多谁少无关。我们将学生对于其定义弄清楚清楚，对于这句话学生会自然明白。用最简单模型来看，物体上升，他的重力做功是负的，重力势能增加，所以增量是正的，减少量是负的，反之亦然。

3.能量转化和守恒定律

在进行能量转化与守恒定律的教学过程中，首先让学生明白能量能从一种形式转化为另外一种形式，比如说动能在转化为势能的过程中或者机械能将其转化为电能等等。在进行转化中前者的能量的减少对于后者的形成过程能量的增加是相等的，这样能量在一定程度上是均衡的，这就是能量的守恒。比如说开始有机械能E，一部分转化成了电能，产生电能E1，还留有机械能E2。这样E=E1+E2转化前电能是0机械能E总量是E+0=E，转化后电能E1机械能E2总量=E1+E2=E。总量守恒就是总量没有变，前后都是E。

4.分子力做正功分子势能减少，克服分子力做功分子勢能增加

我们在进行高中物理“能量关系”的教学中，经常会发现学生存在这样的一个问题。学生对于“分子力做正功分子势能减少，克服分子力做功分子势能增加”并不能够准确的理解，经常会提出为什么。在是能的判断过程中，我们首先应该做到的就是对物体进行做功的角度进行正确的分析，例如对分子势能而言，若分子在物体上做正功，那么分子的是能就会在一定程度上减小，分子对于其分子之间就会做负功，其原因就是在于两者之间要进行克服做功，分子的势能才会得到逐渐的增大，分子之间的距离不断拉大那么分子的是能也会逐渐的增大。

5.电场力做功的特点以及能量转化关系

电场力做功和重力做功的特点是一样的：电场力做功和电荷的移动路径无关，功的大小只与移动电荷的电量和两点间的电势差有关，即W=UQ；电场力做功必定要伴随电势能的改变，如果电场力做正功，则电势能减小，反之则增大。功能关系是自然界普遍遵循的规律，在电场力做功时当然也是成立的：做功的过程是能量转化的过程，功是能量转化的量度。电场力做了多少功，电势能就改变多少；合力做了多少功，动能就改变多少。

6.摩擦力做功，安培力做功及特点

安培力做功的实质：起传递能量的作用，将电源的能量传递给通电直导线，而磁场本身并不能提供能量，安培力做功的特点与静摩擦力做功相似。电场力：W=qU电流：W=UIt

三、运用能量观点分析解决问题的基本思路

1.选定研究对象

在对于“能量关系”问题的解决过程中，我们首先应该做到的就是对于研究对象的正确选定，这是我们进行问题解决的首要任务，同时也是对于问题分析的关键所在，抓住研究对性进行正确的分析，使得问题解决过程在研究方向上能够保证正确。

2.弄清外界与研究对象之间的做功情况

我们在对于“能量关系”问题的解决过程中，首先对于问题的解决方法就是要让学生对于外界因素对于研究对象的做工情况进行系统分析，从而找出之间存在的内在联系，这样学生在一定程度上才能够将问题的解决过程养成一个良好的习惯，在处理任何问题的过程中能够形成“举一反三”的解题思路。比如说在“设在倾角为θ的固定斜面底端有一物体m，初速度为V0，受沿斜面向上的拉力F作用，滑动摩擦力为？求物体沿斜面向上位移L时的速度。”这一问题中我们首先应该考虑到的就是让学生能够认识到外界环境对于物体的作用力所做的功。

3.分析系统内各种能量的变化情况

在对于“能量关系”问题解决中，这一环节是我们进行问题解决的重点所在。通过动能定理找出题目中所提供的已知条件和要求解决的问题，将外部因素对研究对象所做的功完全找出，并且对于存在的内部转化过程进行正确的分析，这样我们对于问题的解决就迎刃而解了。

4.由功和能量的变化之间的关系列出方程

功与能量的转化过程并不是我们直观就能认识到的，在此之中需要我们进行大量的分析才能够得出相应的结论。比如说动能在转化为势能的过程中或者机械能将其转化为电能等等，这些能量之间的转换过程需要我们运用动能定理建立相应的方程式才能够得出相关的结论。

以上就是对于《高中物理问题中的功能关系》进行的研究与论述过程，希望在今后的教学中能够对我们教学的开展起到相应的作用。同时本文的研究还存在一定的不足希望能够得到积极地意见与建议。

参考文献：

[1]廖伯琴；张大昌；物理课程标准（实验）解读[J]；湖北教育出版社；2004

[2]张颖；人教版普高物理选修3-1编写思想[J]；中学物理教学参考；2007