功能原理是什么？有哪些用途呢？

Answer 1

1. 功能原理是力学中的基本原理之一，它表述为物体系统的机械能增量等于外力对系统所作的总功和系统内耗散力所作的功的代数和。
2. 功能原理起源于前苏联科技书籍，并被中国的科技书籍所引用。它涉及到耗散力，即非保守力，这种力做功不产生能量的累积。
3. 功能原理的具体表述为：任何物体系统的总外功与非保守内功之和等于系统机械能（动能与势能之和）的增量。这可以表示为 W外 + W非保内 = E2 - E1，其中W外代表外力做的总功，W非保内代表非保守内力做的总功。
4. 该原理在所有惯性参考系中均适用。
5. 功能原理与机械能守恒定理相一致，后者是在没有外力做功或系统内没有非保守力做功的特殊情况下的表现。
6. 理解功能原理可以灵活处理能量转换等问题。
7. 功能原理实际上是动能定理的一种形式。在应用时，需要注意正确处理内力的影响。例如，在考虑机械能时若引入了重力势能，由于重力势能是物体与地球共有的，应视为内力（保守力），因此在计算合外力做功时应排除重力的功。同样，若引入弹性势能，则不应考虑弹簧的弹力做功。
8. 功是机械能变化的量度，因此机械能的变化需要通过做功来实现。外力做的功（W外）反映系统和外界的能量转换，非保守内力做的功（W非保内）反映系统内部机械能与其他形式能量的转换。例如，在系统内存在滑动摩擦力时，W非保内为负值，表明系统的机械能部分转换为内能。