功能关系在高中物理中的应用

王守安

摘 要：功能关系是高中物理教学当中的重中之重，也是学生难以掌握的重点所在。对于高中物理来说，功能关系涉及的方面非常广其中的环节也是非常紧扣的，需要学生灵活运用所学知识才能解决高中物理中的功能问题。

关键词：应用研究；高中物理；功能关系

在高中物理教學中，功能关系是非常重要的一部分内容，它对于教师与学生来说都有一定的难度，学生掌握并接受非常困难，对于教师将各个知识点合理衔接并传递给学生也是一项严峻的挑战，尽管很多高中物理教师都投入了很多的精力，但是仍然存在很多问题。本文就高中物理当中的能量关系应用进行探讨，希望对高中物理教学有所帮助。

一、高中物理中功能关系的意义

与以往相比较而言，新课程改革后的高中物理发生了很多变化，不仅极大地加深了课题内容，而且在教学方法上提出了更高的要求。与此同时，在功能关系这方面，课题范围得到了扩展、内容得到了增加，比如，在电磁学、光学、热学、力学等多个方面都涉及功能关系应用。因此，在高中物理教学和学习中，对于解决实际问题时如何合理有效地应用功能关系来解决物理当中的问题是非常重要的。纵观历年物理高考内容，功能关系都是必不可少的，而且也是考试内容的重点，同时，功能关系也是高中物理教学和学习中的难点，主要原因在于“能”具有复杂性和多样性。梳理和掌握各种功能关系在物理学科知识结构构建以及实际问题解决中发挥着至关重要的作用。通过以上论述，不难发现“功能关系”的研究和应用在高中物理教学和学习活动中占据着非常重要的地位。

二、功能关系的几种形式

1.功能变化与合力做功的关系

动能的变化量等于合力所做的功。合力做负功，动能减少；合力做正功，动能增加；合力做功的多少等于动能的减少量或增加量。

2.分子势能变化与分子力做功的关系

分子势能变化量（增加或减少）等于分子力所做的功。分子力所做的功为负，则相应的分子势能增加；分子力所做的功为正，则相应的分子势能减小。分子力所做功的多少与分子势能减少量或增加量相等。

3.电势能与电场力做功的关系

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

电场力做功的多少等于电势能的变化量，电场力做负功则电势能增加，电场力做正功，电势能减小。

4.弹力势能与弹簧做功的关系

W弹=-ΔEp

弹力势能的改变量等于弹簧弹力做的功。弹簧做正功势能减少，反之做负功势能则增加。

5.重力势能与重力做功的关系

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

重力势能的变化量等于重力做功的多少，重力做正功那么重力势能减小，重力做负功重力势能则增加，也就是说重力势能的减量等于重力做的功。在相关的天体运动中也是一样，万有引力做的功与引力势能的减量相同。

三、从能量的角度解决物理当中的问题

1.确立讨论的对象

解决能量关系这类问题，首先是要选定研究的对象，这是解决物理问题的第一步，而且这也是分析问题的关键一步，抓住研究对象的特点对其进行正确的分析，从而确保在解决问题时研究方向的正确性。

2.明确研究对象与外界做功之间的关系

在解决能量关系的物理问题时，首先要让学生弄清楚所要研究的对象与外界做功之间的关系，明确解决问题的方法，找出外界做功与研究对象之间的内在联系，从而使学生养成一个解决问题的良好习惯，在面对任何物理问题时都可以形成“举一反三”的习惯。比如，设一个固定倾角为θ的斜面顶端有一初速度为v、质量为m的物体，受斜面摩擦力F的影响向下滑动，斜面的长度为L，计算物体到达斜面底端的速度为多少。在这一问题当中，首先要让学生明确外界有哪些力影响物体的运动以及对物体做功的情况，然后再进一步解决问题。

3.分析研究系统当中各个能量的变化

这一环节是解决物理能量关系问题的重点所在。提炼出题目当中提供的有用参数，然后根据动能定理解决问题，将影响物体的外界能量都找出来，再根据其内部的联系对其进行正确的分析，这样就能很快地解决问题。

4.根据能量与功之间的关系列出等量方程

由于能量与功之间的转化过程我们不能直观地认识，只有通过大量的分析才能找出一定的解决办法。比如，势能转化为动能或者是电能转化为机械能等，这些能量之间的转换我们可以利用能量守恒以及动能定理列出相应的方程式，之后再算出问题的结果。

首先确立研究的对象，然后在教师的引导下明确能量之间的转换关系，分析各个能量的变化情况，列出能量方程，最终解算出234

90Th的动能变化量。

在物理学当中，一切能量问题都是在能量守恒的条件下解决的。如果有能量的消耗，相应的就会有力做功，抓住力做功与能量之间的关系是解决一切物理问题的关键，所以在高中物理学习当中搞好功能关系是非常重要的。

参考文献：

[1]李仁.高中物理问题中的功能关系[J].课程教育研究，2014（5）：181.

[2]李杰.高中物理功能关系处理的基本办法[J].中国基础教育研究，2010（8）：118-120.