1、课堂互动三点剖析一、“功是能量转化的量度”1“功和能相互转化”,这是一种错误说法从能量转化观点来看,做功是能量转化的一种方式.做功的过程就是能从一种形式转化成另一种形式的过程.在各种运动形式中,没有功和能相互转化,只存在各种不同形式的能互相转化.在能的转化过程中,功扮演着一个重要角色.不同形式的能之间相互转化,做功是引起物体能量发生变化的原因,能量的变化反映了做功的效果.2“做了多少功,就转化为多少能”,这又是一种错误说法从能量守恒观点来分析能量转化的等量关系,不是多少功转化为多少能的问题,而是做功的过程,一种形式的能发生了变化,与此同时,另一种形式的能发生了等量变化.物体从A点竖直落到B点,
2、如果除重力外没有其他外力做功,则以B点为零势能点,物体在B点的动能就等于物体在A点的重力势能,这里的“等于”表示一种形式的机械能(重力势能)转化成等量的另一种形式的机械能(动能). 【例1】 人将放在手中的铅球沿水平方向推出,球在出手时具有的动能是180 J,已知球原来是静止的,求人在推球的过程中对球做了多少功?解析:本题无法用功的定义来求解,可以用功和能的关系来解决功的计算问题.在对铅球做功的过程中,人做了多少功,人的能量就减少多少,同时球的能量就增加多少,由于球的动能增加180 J,所以人对球做了180 J的功.温馨提示 如果用功的计算公式是解决不了的,在处理变力做功或根本不知力的情况下的
3、做功问题,用这种方法相当方便.二、能量守恒定律1.关于能量守恒定律能量守恒定律是经过人类的长期探索在19世纪确立的.恩格斯曾经把这一定律称为“伟大的运动基本规律”,认为它的发现是19世纪连同细胞学说、达尔文的生物进化论在内的自然科学的三大发现之一.2.各种形式能量的相互转化现实生活的经验告诉我们,各种形式的能量是可以相互转化的.例如:在摩擦生热的现象中,克服摩擦力做多少功,就有多少机械能转化成等量的内能;通过电流的导线变热,电能转化成内能;燃料燃烧生热,化学能转化成内能;灼热的灯丝发光,内能转化成光能.实验证明,在这些转化过程中,能量都是守恒的.【例2】 下列说法正确的是( )A.随着科技的发
4、展,永动机是可以制成的B.太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量,但照射到宇宙空间的能量都消失了C.“既要马儿跑,又让马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律,因而是不可能的D.有种“全自动”手表,不用上发条,也不用任何形式的电源,却能一直走动,说明能量可以凭空产生解析:永动机是指不消耗或少消耗能量,而可以大量对外做功的装置,违背了能量转化和守恒定律.A错.太阳辐射大量的能量,地球只吸收了极少的一部分,但辐射到星际空间的能量也没有消失,一定是转化成了别的能量,B错.马和其他动物,包括人要运动,必须消耗能量,动物的能量来源是食物中储存的生物质能,C正确.所谓的“全自动”手表内部是有能量转化装置
5、的,D错.答案:C各个击破类题演练 1 如图4-3-2所示,一根长杆AB水平地放在地面上,用力拉住杆的B端,使它缓慢地转动直立起来,第一次用始终竖直向上的力F1,第二次用始终垂直于长杆的力F2,比较两次拉杆的过程中,F1做的功W1与F2做的功W2间的大小关系是( )A.W1W2 B.W1=W2 C.W1W2 D.无法确定图4-3-2解析:两种情况,杆的动能没有改变,杆都是从水平位置到竖直位置,杆的重力势能的增加量应该相同,所以外力作用的功也应该相同.答案:B变式提升 1 行驶中汽车制动后滑行一段距离后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰;降落伞在空中匀速下降上述不同现象所包含的相同的物理过程
6、是 ( )A物体克服阻力做功B物体的动能转化为其他形式的能量C物体的势能转化为其他形式的能量D物体的机械能转化为其他形式的能量解析:本题考查功和能的关系,不同的物理现象可能存在着相同的物理过程,相似的物理现象也许遵循不同的物理规律.行驶中汽车制动后滑行一段距离,汽车克服阻力做功,机械能转化为内能;流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰,流星克服阻力做功,机械能转化为内能、光能;降落伞在空中匀速下降,降落伞克服阻力做功,机械能转化为内能 答案:AD类题演练 2 一个物体沿粗糙斜面匀速滑下,则下列说法正确的是( )A.物体机械能不变,内能也不变B.物体机械能减少,内能不变C.物体机械能减少,内能增加,机械能与内能总量减少D.物体机械能减少,内能增加,机械能与内能总量不变答案:D变式提升 2 一质量均匀、不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,如图4-3-3所示.现在最低点C处施加一竖直向下的力,将最低点缓慢拉至D点.在此过程中,绳的重心位置( )图4-3-3A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先降低后升高 D.始终不变解析:从外力做功引起绳索重力势能的变化进行分析,外力对绳索做功,绳索的机械能增加,由于绳索的动能不变,增加的必是重力势能,重力势能增加是重心升高的结果.答案:A