淺談功能關系的角色性

王生勇

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

關鍵詞：功能關系;能量守恒;因果關系;角色性

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

功能關系在高中物理教學中的重點部分，對于學生的“學”和教師的“教”都存在很大的難度;功是能量轉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調其重要。也許這種教學方式對習慣死記硬背的同學確實有些幫助，但也容易使學生養成死套公式的不良習慣，無助于提高學生分析解決問題的能力。如何讓學生深刻理解功能關系，確實是物理教學中的一個難點，作者在教學中摸索了一套自己的方法，現將這一方法總結如下：

1.功能關系的理解

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

1.2?做功更是能量轉化的內因，做功的過程中一定伴隨著能量的轉化。

2.功能關系與能量守恒的關系

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

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系。

3.功能關系的角色性

高中物理中的功能關系主要有以下七種：

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。這個功能關系只針對像彈簧一樣發生彈性、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）做功與內能變化：Q=f·△x

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

3.5?“其它力”做功與機械能變化：W其它=△E機械

“其它力”是指除重力和彈力以外的力，在此我要特別強調這種彈力必須是被納入系統的彈簧發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，學生可能會誤以為物體未受到“其它力”而認為機械能守恒，要引導學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

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

綜上所述，我認為要讓學生充分理解和應用功能關系的關鍵是：引導學生理解記憶力的角色對應的能量變化，把握每個力的角色就把握住了功能關系的核心。