浅谈功能关系的角色性

王生勇

摘要：功是能量转化的量度，这句话是能量守恒教学的精髓、核心;但在教学过程中很多老师将这一核心流于形式，而只是过于强调动能定理的重要性，使得学生只是学会了死套公式，缺乏分析解决问题的能力;因此作者在教学中体会到将“功能關系的角色性”渗透于教学中才能使学生深刻理解做功与能量变化的关系。

关键词：功能关系;能量守恒;因果关系;角色性

中图分类号：G633.7     文献标识码：B    文章编号：1672-1578（2018）31-0178-01

功能关系在高中物理教学中的重点部分，对于学生的“学”和教师的“教”都存在很大的难度;功是能量转化的量度这句话不能只是流于形式，动能定理也不能只是一遍遍的强调其重要。也许这种教学方式对习惯死记硬背的同学确实有些帮助，但也容易使学生养成死套公式的不良习惯，无助于提高学生分析解决问题的能力。如何让学生深刻理解功能关系，确实是物理教学中的一个难点，作者在教学中摸索了一套自己的方法，现将这一方法总结如下：

1.功能关系的理解

1.1 功是能量转化的量度，做了多少功就有多少能量增加和减少;套用一句广告词：功不生产能量，只是能量的“搬运工”;不同的“搬运工”只会搬运对应的不同的能量。

1.2 做功更是能量转化的内因，做功的过程中一定伴随着能量的转化。

2.功能关系与能量守恒的关系

2.1 功能关系是：“功”是“能量变化”的原因，因此功能关系是因与果的关系。

2.2 能量守恒是：“某些能量的减少量”等于“其它能量的增加量”，因此能量守恒是果与果的关系。

3.功能关系的角色性

高中物理中的功能关系主要有以下七种：

3.1 重力做功与重力势能变化：WG=-△Ep

作为“重力”这个角色，重力做功只会改变重力势能。

3.2 弹力做功与弹性势能变化：W弹=-△Ep

作为“弹力”这个角色，弹力做功只会改变弹性势能，而并不是所有弹力都能改变弹性势能。这个功能关系只针对像弹簧一样发生弹性、明显形变的弹力，因为微小形变的形变量可忽略不计，因此弹性势能无法参与变化。

3.3 电场做功与电势能变化：W弹=-△Ep

作为“电场力”这个角色，电场力做功只会改变电势能，其它力无法改变电势能。

3.4 滑动摩擦力（或空气阻力）做功与内能变化：Q=f·△x

“滑动摩擦力”这个角色的力做功，只会改变内能;△x为两个产生摩擦力的两物体间的相对滑行距离。

3.5 “其它力”做功与机械能变化：W其它=△E机械

“其它力”是指除重力和弹力以外的力，在此我要特别强调这种弹力必须是被纳入系统的弹簧发生弹性且明显的形变的弹力，因为微小形变意味着形变量是忽略不计的，即弹性势能无法参与变化。例如：木板托着物体竖直向上匀速运动，从运动角度分析可知：物体动能不变而重力势能增加，则机械能增加;从受力角度分析：物体受重力和支持力，由于支持力属于弹力，学生可能会误以为物体未受到“其它力”而认为机械能守恒，要引导学生理解到支持力是微小形变的弹力（属于），由于支持力这个“其它力”做正功而使物理机械能增加。

3.6 合外力做功与动能变化：W总=△Ek（动能定理）

“合外力”这个角色力做功，只会改变动能;合外力是效果力，并没有哪种力专门叫合外力，哪个力充当了合外力，哪个力做功就能改变动能;由于动能定理在高中物理中的重要地位，很多同学总是死套公式而缺乏理解和思考。

3.7 安培力做功与电能变化：W安=-△E电

该功能关系主要用在电磁感应类问题，尤其在电磁感应中焦耳热的计算方面，可以为学生提供一种解决问题的方法。

综上所述，我认为要让学生充分理解和应用功能关系的关键是：引导学生理解记忆力的角色对应的能量变化，把握每个力的角色就把握住了功能关系的核心。