回覆列表
  • 1 # 使用者8125325138772

    功的理解和計算是高中物理教學的重點和難點,特別是涉及內力做功的問題,學生往往照搬課本上的規律和公式來分析從而得出錯誤的結果,在此筆者將從事多年教學實踐中學生遇到的幾種難以理解的內力做功問題加以歸納分析。

    一、 彈簧內力做功

    輕彈簧一端固定,另一端在外力作用下,緩慢拉伸,彈簧在固定端受到的拉力對彈簧不做功,而在拉伸端,外加的彈力對彈簧做正功,外力做功之和為正值,彈簧的動能增加量為什麼卻為零呢?其實,在彈簧內部,當彈簧拉伸時,產生使彈簧收縮的內力,產生內力的各部分之間相互遠離,彼此做負功,使彈簧的彈性勢能增加,這時彈簧不宜看成質點,而應看成由無數個質點構成的質點組,由質點組的動能定理可知:彈簧受到的外力做功與內力做功之和等於彈簧的動能的增量,而彈簧的動能增量為零,故外力做功和內力做功之和為零,外力做功的數值等於彈簧克服內力做功使彈性勢能增加的數值。

    二、 人體內力做功

    人由一樓勻速走到三樓,樓梯對人的支援力做功嗎?是什麼形式的能轉化為人的重力勢能?從功和能的關係分析,如果樓梯的支援力對人做功,則樓梯必然給人提供能量,事實上人上樓時不可能從樓梯中得到能量,因此樓梯對人不做功。也可從做功的角度來分析,根據功的定義:一個物體受到力的作用,如果在力的方向上發生一段位移,這個力就對物體做了功。這裡的位移應是力的作用點的位移,但對於單個質點來說,物體位移與力的作用點的位移是統一的。若物體不能看做質點,此時力的位移只能是力的作用點的位移。人在蹬樓時,腳與地面接觸存在彈力時,腳掌與地面之間並沒有相對運動,支援力並沒有使腳掌發生位移,而腳騰空而起向上時,腳與樓梯之間的彈力消失,所以支援力對人不做功。

    實際人在蹬樓時,已不能把人看成一個質點來處理,而從質點組的動能定理來看,人所受外力和身體各部分之間內力做功之和等於人的動能增量,人勻速走動時,內力和外力做功之和為零。在蹬樓時,人透過肌肉收縮做功,也就是自己的內力做功,把人體的化學能轉化為機械能和內能。人體對自身做功的例子很多,例如:爬杆、跳高、跳遠、蹦床、跑步等,分析的方法是一樣的,人體的內力做功可以使人的動能或勢能增加,也說明系統內力做功可以改變自身的機械能。

    三、 汽車內力做功

    牽引力實際上是使汽車產生加速度和對汽車做功的等效力。汽車受到的摩擦力對汽車產生加速度但不能對汽車做功,而汽車發動機產生的內力對外做功但又不能產生加速度。所以牽引力是內力和外力的綜合作用效果,它既包含內力,也包含外力,它具有內力和摩擦力的雙重性。當考慮加速度時,內力不起作用,牽引力等於前後輪摩擦力的合力,即f牽=f後-f前=ma;當考慮做功時,摩擦力不起作用,牽引力等於內力,即f牽=f內,f內

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 尼日尼亞2-0冰島,阿根廷起死回生保住最後出線希望,你怎麼看?