高中物理内力做功错解连连看.doc

用心爱心专心内力做功错解连连看内蒙古赤峰红旗中学（024005）赵书海2006年某中学的高考模拟试题：（问题1）运动场上滚动的足球质量为0.4kg正以10m/s的速度撞向球门门柱然后又以3m/s的速度反向弹回在这一过程中（）A、足球的初动能为20J。B、足球的末动量大小为1.2kg.m/s。C、门柱对足球做功的大小为18.2J。D、足球的动量变化量的大小为2.8kgm/s。从大部分学生平时的解答过程来看四个选项的计算求解过程是这样的：由动能的定义式因此A选项是正确的。由动量的定义式B项是正确的。对于C选项学生的分析是门柱对足球的弹力做功等于足球动能的变化即应用动能定理得弹力做负功因此大小是18.2J则C正确。对于D因为动量是矢量规定v1=3m/s的速度为正方向则初速度v2=-10m/s根据公式因此D错误。而原题的答案却是AB学生哗然问题就出在C选项上为什么呢？无独有偶2006年全国理综卷I中的物理选择第20题：（问题2）.一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳经t时间身体伸直并刚好离开地面速度为v在此过程中A、地面对他的冲量为mv+mgt地面对他做的功为mv2B.、地面对他的冲量为mv+mgt地面对他做的功为零C.、地面对他的冲量为mv地面对他做的功为mv2D.、地面对他的冲量为mv-mgt地面对他做的功为零题目如此简单考生如是答：以向上为正方向应用动量定理有易得地面对运动员的冲量为mv+mgt。应用动能定理有综合上述应该是A正确。出乎意料标准答案是B!!那么问题纠竟出在哪儿？仔细分析上面两个习题中的说法-----“门柱对足球做功的大小”与“地面对他做的功为零”实际上是物体或人体内力做功情况的应用。下面就对人体的内力做功情况例举一二进行详细剖析以期对各种内力做功的问题起到抛砖引玉的作用。问题：人由一楼匀速走到五楼地面对人的支持力是否做功？是什么形式的能转化为人的重力势能？错解：人在登楼时受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力人的位移方向与支持力方向相同故支持力做正功重力做负功地面提供能量转化为人的重力势能。剖析：从做功的角度来看人在登楼时地面对脚底有支持力时脚没有发生位移脚腾空向上运动时支持力消失故支持力不做功。人在登楼时不能把人看作一个质点处理从质点组的动能定理角度来看人所受外力和身体各部分之间内力做功之和等于人的动能增量即内力做功与重力之和为零。这说明人的身体各部分之间的内力做正功从功和能的关系角度如果地面的支持力做功则地面必然给人提供能量事实上地面不可能给人提供能量因此地面不可能对人做功。事实上是肌肉收缩做功也就是人的内力做功从而把人体内的化学能转化机械能和内能（人体五分之四的热能来自肌肉收缩）即人的重力势能是通过消耗人体的生物能来转化来的。小结：a、用功的公式求功时必须明确求功公式W=FS。中的F、S的含义F表示作用在物体上的力S表示力作用在物体上那个点发生的位移而不是物体所发生的位移。b、用动能定理求功时必须明确高中课本上的动能定理只适用于可视为质点的物体人在跑步、上楼时不能把人看作质点必须用的质点组动能定理求解即系统所受外力和内力做功之和等于系统的动能增量。c、人体对自身做功的例子很多例如跳高、摸高、跳远、跳绳、蹦床等说明人体内力做功可以使人的动能或势能增加也说明系统内力做功可以改变自身的机械能。相信有了上述分析你对内力做功的问题已经掌握了那么问题1中的C是足球内弹力做功问题2是人体内力做功。请读者自行分析或判断下面习题：1、人在水平地面上加速跑步时（不计空气阻力）人所受到的向前静摩擦力是否做功？是什么形式的能转化为人的动能？2、一质量为50kg的消防员某次从1.8m高处站直落下若脚触地后消防员下蹲缓冲的过程中重心再匀减速下降了0.6m求消防员着地过程中脚受到地面对他的平均冲力（取g=10m/s2）下面两种解法正确的是（）解法1：设消防员下落着地前瞬间的速度大小为v0则有。着地下蹲过程中地对脚的平均冲力的作用时间为：着地过程中消防员的受力有重力mg、竖直向上的平均冲力FN以向上为正方向由动量定理得：解得FN=2000N即平均冲力为2000N.。解法2：从消防员由静止下落到地面上静止的整个过程中应用动能定理得:(其中h1=1.8mh2=0.6m)解得FN=2000N即平均冲力为2000N.。3、如图在光滑水平面上有水平向右的匀强电场E有一带正电的小球质量为m电量为q小球初状态静止在距离其右侧墙壁L0处t0时刻释放小球其与墙壁相撞后t1时刻返回到L0/2处速度恰好为零则关于t0到t1这段时间内说法正确的是（）A、电场力对小球做功为EqL0。B、墙壁对小球做功为EqL0/2。C、电场力对小球做功为EqL0/2。D、墙壁对小球