2021上海高中一模复习物理：功能原理

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功能原理基本概念

功能原理是力学中的基本原理之一。内容是物体系统的机械能增量等于外力非保守力对系统所作的总功和系统内耗散力所作的功的代数和。其本质是能量的转化，得到能量，就会消耗能量，但总量不变。功能原理是前苏联科技书中常用的一条原理，中国的科技书中也曾引用过。

耗散力

这里的耗散力，通俗的讲，即为非保守力(非保守力简单讲就是力做功和路径有关。在高中，除重力，库仑力，磁场力以外的力都是非保守力)。

即任何物体系统， 外力对其作的总功+系统内非保守力(见势能)做的总功 = 系统的机械能(动能与势能之和)的增量(增量不意味着“加”，这里指的是“变化量”，比如一个物体下降，又是减速，那么等式右边为“-1/2mv^2-mgh”。注意势能，这里是重力势能，不能理解为重力做功，因为等式右边是系统的机械能)

W外+W非保内=E2-E1(这里的“+W非保内”不意味着得到能量，如果是摩擦力做功，且外力做正功，那W非保内是“减去摩擦力做功的大小”)W动-W阻=ΔE。

功能原理应用领域

该原理对一切惯性参考系都成立。

功能原理是和机械能守恒定理一致的，后者可以看做前者等号两边都为零时的特殊情况。

对其理解可以比较灵活处理功能转换等问题。

功能原理引入了机械能守恒，当只有弹力、重力做功时的情况。W动-W阻=0，ΔE=0.

功能原理实际上是动能定理的变形，在运用时应注意：如在考虑机械能时引入了重力势能，由于势能属于物体与地球共有，因此物体的重力势能即为内力(保守力)，在计算合外力做功时应剔除重力做功;同样如引入弹性势能，就不应再考虑弹簧的弹力做功。另外，因为功是机械能变化的量度，所以机械能的变化需要通过做功来实现，W外反映系统和外界的能量转换，W非保守内力反映系统内部机械能和其他形式能量的转换;如系统内有滑动摩擦力时，W非保守内力为负值，表明系统的一部分机械能转换成了系统的内能。

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