- 高中物理功能关系
高中物理功能关系主要包括以下三个方面:
1. 机械能守恒:在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下),物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)相互转化,但机械能的总量保持不变,这就是机械能守恒定律。
2. 动量守恒:动量守恒定律是物理学中的基本守恒定律之一,表示在一个系统不受外力或所受的外力之和为零时,系统的动量在变化过程中保持不变。
3. 能量转化与守恒:表示能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中其总量保持不变。这一规律被简称为能量守恒定律。
这些是高中物理中比较重要的功能关系,它们在解决物理问题时起到了非常关键的作用。
相关例题:
题目:
一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用,从静止开始运动,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,求:
(1)物体的加速度大小;
(2)物体在运动过程中受到的滑动摩擦力大小;
(3)物体在5s内的位移大小;
(4)物体在运动过程中,外力做的功和摩擦力做的功。
功能关系的应用:
(1)根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
$a = \frac{F - \mu mg}{m} = \frac{20 - 0.2 \times 5 \times 10 \times 9}{5} = 2m/s^{2}$
(2)物体在运动过程中受到的滑动摩擦力大小为:
$f = \mu mg = 0.2 \times 5 \times 10 \times 9 = 90N$
(3)物体在5s内的位移大小为:
$x = \frac{1}{2}at^{2} = \frac{1}{2} \times 2 \times 5^{2} = 25m$
(4)外力做的功为:
$W_{外} = Fx = 20 \times 25 = 500J$
摩擦力做的功为:
$W_{f} = - fx = - (90 \times 25) = - 2250J$
综上所述,本题中物体在运动过程中,外力做的功为500J,摩擦力做的功为-2250J。由于摩擦力做负功,所以物体的机械能减少。同时,由于外力做正功,所以物体的动能增加。
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