[高中] 高中物理:浅谈物理量的大小比较

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mge192003 发表于 2024-7-6 22:00:01|来自:重庆渝中区 | 显示全部楼层 |阅读模式
Part1从正负功说起
高中物理必修二中,功的定义如下
由于力和位移的夹角 的取值范围是 ,于是功就有了正负之分。那么,功的正负号又是什么含义呢?
(1)不是方向功是力矢量和位移矢量点乘的结果(即数学上向量的数量积),所以它是标量,自然就没有什么方向可言。
(2)不是大小在比较大小的时候,的功是比的功大的。所以,正负号不表示大小。这是下面要展开讨论的问题。
(3)用于求总功总功即各个力的功之和,即

在求总功的时候,需要把正负号代入计算。
(4)反映动力和阻力动力做的是正功,阻力做的是负功。
(5)功能关系功是能量变化的量度。对系统做正功,系统的能量就增加,对系统做负功,系统能量就减小。这就是正负功的其中一个含义。
Part2能量大小的比较
相同质量的物体,一个高一个低,选择合适的参考平面,一个的重力势能为 ,另一个的重力势能为 ,易知: 。可见,能量的大小比较与功的大小比较是不一样的,它需要把正负号代入比较。
动能没有负数,因此不存在这样的问题。电势能的比较,和重力势能的比较类似,而与功的比较不同。其它能量的比较,我们也可以发现,与功的情形不同。
为什么会出现这样的情况呢?
再看看一下其它的标量:
Part3为什么会这样
能量反应的是物体某时刻的状态,而功是能量变化的量度。一个反映状态,比较大小的时候要把正负号带上;一个反映变化,比较大小的时候就要用绝对值。
对于物理量的比较,还有更多的内容,下面简单拓展一下。
Part4拓展
数据的类型有很多。
1.有些数据只能算是编号,是不能比较大小的,比如不能说2班比1班大。
2.有些数据用于排序,是可以比大小但不能加减,比如二年级比一年级大,但不能用一年级加二年级等于三年级。
3.有些数据用于确定“距离”,可以进行运算,比如长度,3米加3米等于6米,又如能量,相加表示总能量,相减表示变化量。
4.有些数据可以定义乘除,比如热力学温度,400K就是200K的两倍,它似乎基本上可以理解为内能的两倍。
上面说得好像很有道理。其实,我们并不能按照这样的方法对物理量进行彻底的分类! 任何的物理量的计算、大小比较,都要根据其实际意义去定义和判断,而不是先分类,再套用规则去判断是否可计算或大小比较
Part5最后
鉴于本人知识有限,兼之做事不细心,出错在所难免!欢迎各位指出错漏,感激不尽!

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