高考物理 第五章 机械能专家专题讲座 【更多资料关注微博@高中学习资料库 】.doc

【创新方案】2014年高考物理一轮复习专家专题讲座：第五章 机械能 体育运动中的功和能 理论联系实际是学习物理的重要途径和有效方法，在体育运动中如何分析做功和能量转化的问题，是我们应具备的一种能力。 一、登楼运动 [典例1]　某学生以正常速度从一楼登上三楼，他登楼的功率最接近于(　　) A．5 W　　　　　　　B．50 W C．500 W D．5 000 W [解析]　要估算这个学生登楼时的功率，必须知道人的质量，可估为50 kg，正常登楼的速度约为1 m/s，根据公式P＝＝＝mgv，代入数据可估算人登楼的功率为500 W，所以答案是C。 [答案]　C [名师点评]　根据常识以及所给的信息(图片、文字、数据)等，寻求问题的思路，对人的做功问题进行估算，很好地考查了学生是否真正理解物理基本知识和基本规律，能否灵活运用所学的知识去分析和解决实际问题的能力。 二、滑板运动 [典例2]　某滑板爱好者在离地h＝1.8 m高的平台上滑行，如图1所示，水平离开A点后落在水平地面的B点，其水平位移x1＝3 m，由于着地时存在能量损失，着地后速度变为v＝4 m/s，并以此为初速度沿水平地面滑行x2＝8 m后停止。已知人与滑板的总质量m＝60 kg，求： 图1 (1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小； (2)人与滑板离开平台时的水平初速度。(空气阻力忽略不计，g取10 m/s) [解析]　(1)设滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力为Ff，根据动能定理有 －Ffx2＝0－mv2 解得Ff＝＝60 N (2)人和滑板一起在空中做平抛运动，设初速度为v0，飞行时间为t，根据平抛运动规律有 t＝ ，v0＝ 解得：v0＝＝ m/s＝5 m/s [答案]　(1)60 N　(2)5 m/s [名师点评]　本题以滑板运动为背景，涉及平抛知识和动能定理。弄清这两个物理过程和情景，是解决问题的关键。本题着重考查了学生观察、分析、解决问题的能力。 三、跳绳运动 [典例3]　某同学在跳绳比赛中，1 min跳了180次，若每次起跳中有的时间腾空，该同学体重为50 kg，则他在跳绳中克服重力做功的平均功率是________W；若他在跳绳的1 min内心脏跳动了60次，每次心跳输送1×10－4 m3的血液，其血压(可视为心脏血液压强的平均值)为2×104 Pa，则心脏工作的平均功率是________W。(g取10 m/s) [解析]　(1)人跳一次的时间为t0＝ s＝ s 人上抛到最高点所用的时间为t＝×× s＝0.1 s 此过程中克服重力做功W＝mg(gt2)＝25 J 跳绳时克服重力做功的平均功率为＝ W＝75 W (2)设与心脏连接的血管截面积为S，心脏每跳一次，血液向前推进的距离为L，则输出血液的体积为V＝SL， 心脏做功W＝FL＝pSL＝pV 平均功率1＝＝＝2 W [答案]　75 W　2 W [名师点评]　本题中涉及的跳绳运动、心脏的结构和功能，实际情况是十分复杂的。如果直接从实际情况考虑，必然感到无从下手，但采取类比转换法，将人类比为质点模型，跳绳运动类比为竖直上抛运动，心脏类比为我们熟知的水泵，则可迅速理出解题思路。 四、足球运动 [典例4]　足球守门员在发球时，将一个静止的质量为0.4 kg的足球以10 m/s速度踢出，这时人对足球做的功为________J，足球沿草地做直线运动，受到的阻力是足球重力的，当足球运动到距发球点20 m的后卫队员处时，速度为________m/s。(g取10 m/s2) [解析]　W人＝mv＝×0.4×102 J＝20 J 又Ff＝0.2mg＝0.8 N 根据动能定理得－Ffx＝mv－mv 代入数据得vt＝ m/s4.5 m/s [答案]　20 J　4.5 m/s [名师点评]　以学生喜闻乐见的足球为载体，让学生体会处理变力做功问题的一般方法，加深了对动能定理的理解。 五、摸高运动 [典例5]　起跳摸高是学生常进行的一项活动，李刚同学身高1.72 m，质量60 kg，站立时举手摸高能达到2.14 m，在一次摸高测试中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力瞪地起跳，从蹬地开始经0.40 s竖直跳离地面，设他蹬地的力大小恒为1 050 N，其重心上升可视为匀变速直线运动，不计空气阻力，取g＝10 m/s，求： (1)李刚同学摸高的最大高度； (2)李刚同学从蹬地开始到跳离地面的过程中机械能的增加量。 [解析]　(1)李刚同学起跳蹬地过程中，受到重力和地面的弹力作用，向上做匀加速运动，设加速度为a1，根据牛顿第二定律，对于起跳过程有F－mg＝ma1 解得a＝7.5 m/s2 经过t1＝0.4 s跳离地面时的速度v1＝a1t1＝3 m/s 起跳后人竖直向上做加速度为a2＝g的匀减速直线运动，设上升的最大高度为h2，根据运动