功与机械 2.doc

【本讲教育信息】 一. 教学内容： 总结 第十二章 功与机械（2） ? 二、知识点分析 1. 弄清机械能的含义： 动能是机械能，势能也是机械能。在数值上，机械能等于物体所具有的动能和势能之和。 2. 动能与势能的转化过程： 动能与势能的转化实质就是一个物体动能增大（或减小）的同时，势能相应的减小（或增大）。 （1）动能与重力势能的转化，以滚摆实验为例，当滚摆由高处向下滚动时，速度增大，因而动能增大，与此同时，滚摆的高度在减小，因而重力势能也在减小，这个过程叫做重力势能转化为动能。与此相反，滚摆向上运动，动能转化为重力势能。 ???? （2）动能与弹性势能的转化，以篮球为例，篮球着地时球和地面都会发生弹性形变，只是时间短，形变小，不易观察。从高处落在地面上的篮球与地面间的作用有两个过程，第一个过程是着地时发生形变，获得弹性势能，即动能转化???弹性势能，紧接着是第二个过程，形变恢复，弹性势能转化为动能。 3. 功率：它表示物体做功快慢的物理量 公式：?? 或?? ? 【典型例题】 例1. 如图所示，将绳子的一端栓在光滑斜面的顶端，使绳子绕过圆木，用手拉绳子，将圆木拉上斜面，圆木重G＝1000牛，斜面长L＝4米，高H＝2米，求拉力F，拉力F所做的功W和克服重力做的功W？（不计绳重） 分析：W总＝W有＋W额，额外功包括浪费在克服绳重、动滑轮重、克服滑轮转动的摩擦这些地方。当额外功为零时（理想情况下），W总＝W有即Gh＝FS . 解答：（1）拉到斜面顶端时，拉力作用点移动距离S＝2L 由功的原理得拉力F ??? 牛 （2）拉力做功为W ??? W＝FS＝2508＝2000焦 （3）克服重力做功W＝W＝2000焦 ? 例2. 一辆功率为75000瓦的汽车，以v＝54千米/时的速度在平直的路面上匀速行驶的距离S＝20千米，求汽车的牵引力F。 分析和解答：汽车行驶20千米所用的时间如下： 汽车在行驶20千米路程中所做的功为W 焦 所以汽车的牵引力为F 牛 另外：此题也可用和W＝FS得公式P＝Fv来求，注意速度的单位要换算成米/秒。54千米/时＝。 ? 例3. 在综合实践活动课上，王燕同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球，于是她想利用这些器材亲自体验一下“势能的大小与哪些因素有关”。 （1）请你帮她设计应如何去做。 （2）说明该事件中怎样判断物体重力势能的大小。 分析：要研究重力势能的大小与哪些因素有关，往往运用控制变量法，而比较重力势能的大小无法直接看出来，可以采用问题转化法。通过让它做功，比较做功的大小，或者通过观察它的作用效果。 答案：（1）将质量不同的铅球从同一高度释放，落到地面（沙坑或木桩）；将同一铅球从不同高度释放，落至地面（沙坑或木桩）。 （2）根据铅球对地面的作用效果（或引起地面形变的大小，砸出坑的深浅、对地面做功多少，砸木桩的深度）。作用效果越明显（或引起地面形变越大、砸出的坑越深、对地面做功越多、砸入木桩越深）物体的重力势能越大，反之，物体的重力势能越小。 考点分析：本题可以广开思路，用多个物理知识点解决问题，这样，脑海中储存的大量信息会充分调动起来，在探求问题的解法方案中，使思维极大地得到发散。 ? 例4. 一只氢气球的下方用细线吊一只小皮球，当小皮球随氢气球匀速上升到一定高度H位置，细线突然断开，那么在不计空气阻力下，在皮球落地无能量损失时，皮球落地又反弹后上升的最大高度是（??? ） ??? A. 皮球上升到H处 ??? B. 皮球上升的高度大于H处 ??? C. 皮球上升的高度小于H处 ??? D. 无法确定皮球能上升的最大高度 ??? 解析：皮球上升到H高度处细线断开，但皮球由于惯性仍要上升一段距离才下落，所以皮球下落时高度大于H，下落时不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，与地面碰撞的过程中无能量损失，反弹后上升不计能量损失，动能全部转化为重力势能，所以还能上升到原来下落的高度处即大于H的地方。 ??? 答案：B ?? ?考点分析： 本题综合了牛顿第一定律和机械能转化的知识。 ? 例5. 某运动员匀速跑上一斜坡，在此运动过程中，他具有的（??? ） A. 动能增大，重力势能减小 B. 动能增大，重力势能增大 C. 动能不变，机械能不变 D. 动能不变，机械能增大 ?? ?分析：在做关于动能和势能转化的问题时，有些同学往往认为重力势能增大，动能减小，或重力势能减小，动能增大，而机械能总量不变的，这是容易错的一点。本题就是考这一易错点的题，本题容易忽略“匀速”这个关键条件，而误选C，在解此类题时，要全面考虑，从质量，速度，高度等几个方面入手，综合分析。 ??? 正确答案：D ? 例6. 2003年3月20日美英联军对伊拉克的军事打击调用了大量空降部队，在空降兵离开机舱，尚未打开降落伞的一段时间里，他们