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而当人在平路上跑步时，实际上每跑一步，身体都要做上下运动以及瞬间停顿.这样，跑步者有很大一部分能量被无效地损耗掉，必须由人体重新提供.由于这些能量比人骑自行车通过同一段路程所消耗的能量要多得多，所以，在平路上跑步要比骑自行车要费劲些. 但在上坡时，由于人体提供的能量主要用来增加重力势能.骑自行车上坡，人不但要为提高自身的重力势能做功，还要提高自行车的重力势能做许多额外功，这时，自行车的优越性就明显下降.所以，在上坡时，骑自行车并不比跑步轻松. 习题详解 1.证明：设斜面高度为h，对应于倾角为θ1、θ2、θ3的斜面长分别为l1、l2、l3. 由功的公式可知，在倾角为θ1的斜面上，重力与位移的夹角为( -θ1)，重力所做的功为：WG=mgl1cos( -θ1)=mgl1sinθ1=mgh.同理可证，在倾角为θ2、θ3的斜面上，重力所做的功都等于mgh，与斜面倾角无关. 2.解答：(1)足球由位置1运动到位置2时，重力所做的功为-mgh，足球克服重力所做的功为mgh，足球的重力势能增加了mgh. (2)足球由位置2运动到位置3时，重力做的功为mgh，足球的重力势能减少了mgh. (3)足球由位置1运动到位置3时，重力做功为零，重力势能变化为零. 3.解答：(1) 所选择的参考平面小球在A点的重力势能小球在B点的重力势能整个下落过程中小球重力做的功整个下落过程中小球重力势能的变化 桌面5.88 J-3.92 J9.8 J减少9.8 J 地面9.8 J09.8 J减少9.8 J (2)如果下落过程中有空气阻力，表格中的数据不变,因为重力势能及其变化与空气阻力无关. 说明：本题的意图是使学生认识，重力势能跟零势面的选取有关，而重力势能的变化跟重力的功相对应，与零势能面的选取无关.重力做的功只跟物体位置的变化有关，与是否存在其他力无关. 4.解答：A正确.例如：物体在向上的拉力作用下，如果做匀加速直线运动，这时拉力的功大于重力势能的增加量.如果物体做匀减速直线运动，这时拉力的功小于重力势能的减少量. B错误.物体匀速上升，拉力的大小等于重力，拉力的功一定等于重力势能的增加量. C错误.根据WG=Ep1-Ep2可知，重力做-1 J的功，物体势能的增加量为1 J. D错误.重力做功只与起点和终点的位置有关，与路径无关，A、B两点的位置不变，从A点到B点的过程中，无论经过什么路径，重力的功都是相同的. 设计点评 新课程倡导探究式教学，探究的内容和形式是多种多样的.本节教学设计充分体现了这点要求，教学设计从导入新课开始，利用多样的导入(苏梅克·列维9号彗星的故事导入、雪崩陨石的情景导入、自制教具的实验导入)方式激发学生的探究热情.学生在初中的原有知识上完全可以通过教师的引导，自行提出“重力势能的大小与什么因素有关?”的问题.因此教学设计只作引导，让学生自主提问. 教学设计多举实例，从生活中发现物理，让物理走向生活，激发了学生的学习兴趣与动机，同时也可以使他们养成善于运用知识、关心生活和生产中实际问题的习惯.因而这一特点有利于创设教学情景，加大学生学习动力，促进学生关心社会实际生活，增强社会责任感.比如：在教学中，通过“雪崩”的图片，让学生体验到高处的物体都具有潜在的能量——重力势能. (责任编辑：admin) |