探究外力做功与物体动能变化的关系正式版
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动能定理与物体运动的关系动能定理是力学中的一个重要定理,它描述了物体的动能与物体运动的关系。
本文将从动能定理的定义、推导以及实际应用等方面来探讨动能定理与物体运动之间的联系。
一、动能定理的定义动能定理是指物体的动能与其所受到的净外力做功之间的关系。
动能定理的数学表达式为:物体的动能的增量等于净外力所做的功。
在一维情况下,动能定理的数学表达式可以表示为:ΔK = W,其中ΔK表示物体动能的增量,W表示净外力所做的功。
二、动能定理的推导动能定义为物体的动能与物体的质量和速度的平方成正比。
动能的定义式为:K = 1/2mv²,其中K表示物体的动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
根据牛顿第二定律 F = ma,物体所受合外力可以表示为F = m * a。
由于质量m是常数,将F = ma代入动能定义式中可得:K = 1/2 *m * v²。
根据功的定义 W = F * s,其中W表示功,F表示合外力,s表示物体位移。
将F = m * a代入功的定义式中,并用物体的速度v除以物体位移s,可得:W = m * a * s = m * v * a * s / v。
根据物体的加速度a = Δv / Δt,将其代入上式中可得:W = m * v * (Δv / Δt) * s / v,化简得到:W = m * v * Δv / Δt * s / v。
利用物体的平均速度v=Δs / Δt,并将其代入上式得到:W = m * v * Δv。
由此可以得出动能定理的推导过程,即物体动能的增量等于净外力所做的功。
三、动能定理的实际应用动能定理在物理学中有着广泛的应用。
下面列举几个典型实际应用的例子来说明动能定理与物体运动之间的关系。
1. 弹簧振子弹簧振子是由一个质点和一个弹簧组成的简谐振动系统。
在弹簧振子中,当质点受到弹簧的弹力作用时,根据动能定理可知,弹簧所作功的大小等于质点动能的增量。
2. 车辆行驶对于一辆行驶中的汽车来说,引擎提供的动力会使汽车产生加速度,并且沿着道路方向运动。
探究动能定律的实验实验方法一: 用验证牛顿第二定律的实验装置来探究动能定理1.实验目的:探究外力做功与物体动能变化的定量关系2.实验原理:(1)实验装置如图所示,在砝码和砝码盘的质量远小于小车质量时,可认为细绳的拉力就是砝码及砝码盘的重力(F 绳=G 砝码及砝码盘)。
(2)平衡长木板的摩擦力。
(3)在砝码盘中加放砝码并释放砝码盘,木块将在砝码盘对它的拉力作用下做匀加速运动.在纸带记录的物体运动的匀加速阶段,适当间隔地取两个点A 、B.只要取计算一小段位移的平均速度即可确定A 、B 两点各自的速度v A 、v B ,在这段过程中物体运动的距离s 可通过运动纸带测出,我们可即算出合外力做的功W 合=F 绳S AB (F 绳=G 砝码及砝码盘)。
另一方面,此过程中物体动能的变化量为 ,通过比较W 和ΔEk 的值,就可以找出两者之间的关系。
3. 实验器材:长木板(一端带滑轮)、刻度尺、打点计时器、纸带、导线、电源、小车、细线、砝码盘、砝码、天平. 4.实验步骤及数据处理(1)用天平测出木块的质量M ,及砝码、砝码盘的总质量m 。
把器材按图装置好.纸带一段固定在小车上,另一端穿过打点计时器的限位孔;(2)把木块靠近打点计时器,用手按住.先接通打点计时器电源,再释放木块,让它做加速运动.当小车到达定滑轮处(或静止)时,断开电源;(3)取下纸带,重复实验,得到多条纸带;(4)选取其中点迹清晰的纸带进行数据处理,先在纸带标明计数点,然后取间隔适当的两点A 、B 。
利用刻度尺测量得出A ,B 两点间的距离S AB ;再利用平均速度公式求A 、B 两点的速度v A 、v B ;(4)通过实验数据,分别求出W 合与ΔE kAB ,通过比较W 和ΔEk 的值,就可以找出两者之间的关系。
5.误差分析1.没有完全平衡摩擦力或平衡摩擦力时倾角过大也会造成误差。
2.利用打点的纸带测量位移,和计算木块的速度时,不准确也会带来误差。
动能定理物体的动能与力的做功动能定理:物体的动能与力的做功动能定理是物理学中的基本定理之一,它描述了物体的动能与力的做功之间的关系。
在本文中,我们将探讨动能定理的定义、原理以及应用。
一、动能定理的定义动能定理是指在外力作用下,物体的动能的变化量等于力的做功。
简而言之,物体的动能增加或减少的大小,正好等于作用于物体的力所作的功。
二、动能定理的原理物体的动能可以通过它的质量和速度来定义,即动能 = 1/2 ×质量 ×速度的平方。
力的功可以用力的大小、物体的位移和力与位移之间的夹角来定义,即做功 = 力 ×位移× cosθ。
根据动能定理,在外力作用下,物体的动能的变化量等于力的做功。
表示为:物体的动能的增量 = 力的做功。
三、动能定理的应用1. 物体的动能和速度关系:根据动能定理,物体的动能正比于其速度的平方。
当速度增加时,动能增加;当速度减小时,动能减小。
2. 动能与重力势能的转换:在重力场中,当物体从较高位置下降到较低位置时,重力对物体做功,并将其势能转化为动能。
反之,当物体由较低位置上升到较高位置时,动能将转化为重力势能。
3. 动能与弹性势能的转换:在弹性体系中,物体由于受到压缩或伸展而具有弹性势能。
当物体释放出弹性势能时,它将转化为动能。
4. 动能定理的应用于机械工作:在机械运动中,动能定理可应用于机器的工作原理和能量转换的分析。
比如,在运输系统中,我们可以通过应用动能定理来计算物体在传送过程中所需的能量和功率。
总结:动能定理是物体的动能与力的做功之间的关系。
它可以帮助我们理解物体运动时的能量转化过程,并应用于各种实际情况的分析和计算。
通过深入研究动能定理,我们可以更好地理解物体运动的本质和力学规律。
功和动能的关系功和动能是物理学中两个重要的概念,它们紧密地联系在一起。
在理解功和动能之间的关系之前,我们首先需要了解功和动能各自的定义和含义。
首先,我们来了解一下功的概念。
在物理学中,功是指力对物体所做的功。
它是衡量力量的作用效果的物理量。
当一个力作用于物体上时,它会产生一个位移,而功就是力对位移的乘积。
功的单位是焦耳(J),它表示物体所获得或失去的能量。
接下来,我们来了解一下动能的概念。
动能是指物体由于运动而具有的能量。
根据运动物体的质量和速度,可以计算出它的动能。
动能的大小与物体的质量成正比,与物体的速度的平方成正比。
动能的单位也是焦耳(J)。
现在,我们来探讨功和动能之间的关系。
根据定义,功等于力乘以位移,而动能等于物体的质量乘以速度的平方的一半。
根据功的定义,我们可以将它表示为:功 = 力× 位移而根据动能的定义,我们可以将它表示为:动能= (1/2) × 质量× 速度^2根据力的定义,力可以表示为质量乘以加速度。
将力的定义带入功的表达式中,我们得到:功 = (质量× 加速度) × 位移根据位移的定义,位移可以表示为速度乘以时间。
将位移的定义带入功的表达式中,我们得到:功 = 质量× 加速度× 速度× 时间将加速度的定义带入功的表达式中,我们得到:功 = 质量× (速度的变化量 / 时间) × 速度× 时间简化表达式,我们得到:功 = 质量× 速度的变化量× 速度根据动能的定义,我们知道动能等于(1/2) × 质量× 速度^2。
将动能的定义带入功的表达式中,我们得到:(1/2) × 质量× 速度^2 = 质量× 速度的变化量× 速度通过整理和简化,我们最终得到:动能= 2 × 功这个简单的公式揭示了功和动能之间的关系。
动能定理物体动能与功的关系动能定理是物理学中一个重要的定理,它描述了物体的动能与所受的做功之间的关系。
本文将详细介绍动能定理,并探讨物体动能与功之间的关系。
一、动能定理的定义和表达式动能定理是描述物体动能变化的定理。
它可以表达为:物体的动能变化等于物体所受的净外力所做的功。
动能定理的数学表达式为:物体的动能的变化量等于物体所受的净外力所做的功的总和。
数学表达式为:ΔKE = W_net其中,ΔKE表示物体动能的变化量,W_net表示物体所受的净外力所做的功的总和。
二、物体动能与功的关系根据动能定理,物体的动能的变化量等于物体所受的净外力所做的功的总和。
这意味着,当一个物体所受的净外力做功时,它的动能会发生变化。
1. 净外力与功的关系在动能定理中,功是由物体所受的净外力所做的。
净外力是指物体所受的所有作用力的矢量和。
功可以由净外力的大小和方向以及物体位移的大小和方向来计算。
2. 功对动能的影响根据动能定理,物体的动能的变化量等于物体所受的净外力所做的功的总和。
如果物体所受的净外力所做的功为正值,那么物体的动能将增加;如果功为负值,物体的动能将减小;如果功为零值,物体的动能将保持不变。
3. 动能与功的关系示例例如,当一个人用力推动一辆静止的小车,小车受到的作用力将进行功,将其推动到一定的位移。
这时,小车的动能将增加,同时也可以通过功的大小来计算增加的动能。
另一个示例是,当一个物体从高处自由下落时,在下落过程中,重力对物体进行功,使其动能增加。
这也可以通过功的大小来计算物体的动能增加量。
三、总结动能定理是描述物体动能与所受的净外力所做的功之间的关系的定理。
根据动能定理,物体的动能的变化量等于物体所受的净外力所做的功的总和。
净外力的大小和方向以及物体位移的大小和方向都会影响功的大小,进而影响物体动能的变化。
在实际问题中,我们可以利用动能定理来分析物体的运动情况和动能的变化。
通过计算功的大小和方向,我们可以了解物体动能的增加或减少,从而加深对动能和功之间关系的理解。
第3讲 探究外力做功与物体动能变化的关系1.理论推导:2.动能定理的容:合力对物体所做的功等于物体动能的变化. 3.表达式:W =E k2-E k1.4.动能定理的适用围:即适用于恒力做功也适用于变力做功;既适用于直线运动也适用于曲线运动.想一想 在同一高度以一样的速率将手中的小球以上抛、下抛、平抛三种不同方式抛出,落地时速度、动能是否一样?答案 重力做功一样,动能改变量一样,落地时动能相等,速度大小相等,但速度方向不同.一、对动能定理的理解动能定理的表达式:W 总=ΔE k =12mv 22-12mv 211.力对物体做功是引起物体动能变化的原因,合力做功的过程实质上是其他形式的能与动能相互转化的过程,转化了多少由合力做了多少功来度量.2.合力对物体做正功,即W >0,ΔE k >0,说明物体的动能增大;合力对物体做负功,即W <0,ΔE k <0,说明物体的动能减小.例1 以下关于运动物体所受的合力、合力做功和动能变化的关系,正确的选项是( ) A .如果物体所受的合力为零,那么合力对物体做的功一定为零B .如果合力对物体做的功为零,那么合力一定为零C .物体在合力作用下做匀变速直线运动,那么动能在一段过程中变化量一定不为零D .如果物体的动能不发生变化,那么物体所受合力一定是零 答案 A解析 功是力与物体在力的方向上发生的位移的乘积,如果物体所受的合力为零,那么合力对物体做的功一定为零,A 正确;如果合力对物体做的功为零,可能是合力不为零,而是物体在合力的方向上的位移为零,B 错误;竖直上抛运动是一种匀变速直线运动,在上升和下降阶段经过同一位置时动能相等,动能在这段过程中变化量为零,C 错误;动能不变化,只能说明速度大小不变,但速度方向有可能变化,因此合力不一定为零,D 错误. 二、动能定理的应用1.应用动能定理的优越性(1)物体由初状态到末状态的过程中,物体的运动性质、运动轨迹、做功的力是变力还是恒力等诸多因素都可以不予考虑,使分析简化.(2)应用牛顿运动定律和运动学规律时,涉与的有关物理量比拟多,对运动过程中的细节也要仔细研究,而应用动能定理只考虑合外力做的功和初、末两个状态的动能,不需要考虑过程中的细节,并且可以把不同的运动过程合并为一个全过程来处理. 2.应用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象,明确并分析运动过程. (2)对研究对象进展受力分析.(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功. (4)写出物体的初、末动能. (5)按照动能定理列式求解.特别提醒 动能定理的计算式为标量式,v 为相对地面的速度.例2 一架喷气式飞机,质量m =5.0×103kg ,起飞过程中从静止开场运动.当位移到达s =5.3×102m 时,速度到达起飞速度v =60 m/s ,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的0.02倍.求飞机受到的平均牵引力.(g 取10 m/s 2) 答案 1.8×104N解析 飞机的初动能E k1=0,末动能E k2=12mv 2;根据动能定理,有: (F -kmg )s =12mv 2-0(其中k =0.02),F =mv 22s+kmg把数据代入后解得:F ≈1.8×104N 所以飞机所受的平均牵引力是1.8×104N.例3 在距地面高12 m 处,以12 m/s 的水平速度抛出质量为0.5 kg 的小球,其落地时速度大小为18 m/s ,求小球在运动过程中克制阻力做功多少?(g 取10 m/s 2) 答案 15 J解析 对小球自抛出至落地过程由动能定理得:mgh -W f =12mv 22-12mv 21那么小球克制阻力做功为:W f =mgh -⎝ ⎛⎭⎪⎫12mv 22-12mv 21=0.5×10×12 J-⎝ ⎛⎭⎪⎫12×0.5×182-12×0.5×122J =15 J.例4 如图1所示,物体从高h 的斜面顶端A 由静止滑下,到斜面底端后又沿水平面运动到C 点而停止.要使这个物体从C 点沿原路返回到A ,那么在C 点处物体应具有的速度大小至少是( )图1A.2gh B .2gh C.gh D.3gh 答案 B解析 从A →C 由动能定理得mgh -W f =0,从C →A 有-mgh -W f =0-12mv 20,故C 点速度v 0=2gh .对动能定理的理解1.有一质量为m 的木块,从半径为r 的圆弧曲面上的a 点滑向b 点,如图2所示.如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,那么以下表达正确的选项是( )图2A .木块所受的合外力为零B .因木块所受的力都不对其做功,所以合力做的功为零C .重力和摩擦力的合力做的功为零D .重力和摩擦力的合力为零 答案 C解析 物体做曲线运动,速度方向变化,加速度不为零,故合力不为零,A 错;速率不变,动能不变,由动能定理知,合力做的功为零,而支持力始终不做功,重力做正功,所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零,但重力和摩擦力的合力不为零,C 对,B 、D 错.动能定理的应用2.如图3所示,斜面长为s ,倾角为θ,一物体质量为m ,从斜面底端的A 点开场以初速度v 0沿斜面向上滑行,斜面与物体间的动摩擦因数为μ,物体滑到斜面顶端B 点时飞出斜面,最后落在与A 点处于同一水平面上的C 处,那么物体落地时的速度大小为多少?图3答案v 20-2μgs cos θ解析 对物体运动的全过程,由动能定理可得: -μmgs cos θ=12mv 2C -12mv 2所以v C =v 20-2μgs cos θ.3.子弹以某速度击中静止在光滑水平面上的木块,当子弹进入木块的深度为x 时,木块相对水平面移动的距离为x2,求木块获得的动能ΔE k1和子弹损失的动能ΔE k2之比.答案 13解析 对子弹:-f ⎝⎛⎭⎪⎫x +x 2=E k 末-E k 初=-ΔE k2;对木块:f ·x2=ΔE k1.所以ΔE k1ΔE k2=f ·x 2f ·32x =13.4. 质量为m 的物体静止在水平桌面上,它与桌面之间的动摩擦因数为μ,物体在水平恒力F 作用下开场运动,发生位移s 时撤去力F ,问物体还能运动多远? 答案(F -μmg )sμmg解析 研究对象:质量为m 的物体.研究过程:从静止开场,先加速,后减速至零.受力分析、运动过程草图如下图,其中物体受重力(mg )、水平外力(F )、弹力(N )、滑动摩擦力(f ),设加速位移为s ,减速位移为s ′水平外力F 在s 段做正功,滑动摩擦力f 在(s +s ′)段做负功,mg 、N 不做功;初动能E k0=0,末动能E k =0根据动能定理:Fs -μmg (s +s ′)=0-0 得s ′=(F -μmg )sμmg(时间:60分钟)题组一 对动能定理的理解1.关于动能定理,以下说法中正确的选项是( )A .在某过程中,外力做的总功等于各个力单独做功的绝对值之和B .只要有力对物体做功,物体的动能就一定改变C .动能定理只适用于直线运动,不适用于曲线运动D .动能定理既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况 答案 D解析 外力做的总功等于各个力单独做功的代数和,A 错.根据动能定理,决定动能是否改变的是总功,而不是某一个力做的功,B 错.动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功的情况,又适用于变力做功的情况,C 错,D 对. 2.一物体做变速运动时,以下说确的有( )A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变B.物体所受合外力一定不为零C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变D.物体加速度一定不为零答案BD解析物体的速度发生了变化,那么合外力一定不为零,加速度也一定不为零,B、D正确;物体的速度变化,可能是大小不变,方向变化,故动能不一定变化,合外力不一定做功,A、C错误.3.甲、乙两个质量一样的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开场运动一样的距离s.如图1所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,那么以下关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的选项是( )图1A.力F对甲物体做功多B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多C.甲物体获得的动能比乙大D.甲、乙两个物体获得的动能一样答案BC解析由功的公式W=Fs cos α可知,两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多,A 错误,B正确;根据动能定理,对甲有Fs=E k1,对乙有Fs-fs=E k2,可知E k1>E k2,即甲物体获得的动能比乙大,C正确,D错误.题组二动能定理的应用4.一质量为m的滑块,以速度v在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起,在滑块上作用一向右的水平力,经过一段时间后,滑块的速度变为-2v(方向与原来相反),在这段时间,水平力所做的功为( )A.32mv2B.-32mv2C.52mv2D.-52mv2答案 A解析 由动能定理得:W =12m (2v )2-12mv 2=32mv 2.5.某人把质量为0.1 kg 的一块小石头,从距地面为5 m 的高处以60°角斜向上抛出,抛出时的初速度大小为10 m/s ,那么当石头着地时,其速度大小约为(g 取10 m/s 2,不计空气阻力)( )A .14 m/sB .12 m/sC .28 m/sD .20 m/s 答案 A解析 由动能定理,重力对物体所做的功等于物体动能的变化,那么mgh =12mv 22-12mv 21,v 2=v 21+2gh =10 2 m/s ,A 对.6.甲、乙两辆汽车的质量之比m 1∶m 2=2∶1,它们刹车时的初动能一样,假设它们与水平地面之间的动摩擦因数一样,那么它们滑行的距离之比s 1∶s 2等于( ) A .1∶1 B .1∶2 C .1∶4 D .4∶1 答案 B解析 对两辆汽车由动能定理得:-μm 1gs 1=0-E k , -μm 2gs 2=0-E k ,s 1∶s 2=m 2∶m 1=1∶2,B 正确.7.物体在合外力作用下做直线运动的v -t 图象如图2所示,以下表述正确的选项是( )图2A .在0~1 s ,合外力做正功B .在0~2 s ,合外力总是做负功C .在1~2 s ,合外力不做功D .在0~3 s ,合外力总是做正功 答案 A解析 由v -t 图知0~1 s ,v 增加,动能增加,由动能定理可知合外力做正功,A 对.1~2 s v 减小,动能减小,合外力做负功,可见B 、C 、D 错.8.某人用手将1 kg 的物体由静止向上提起1 m ,这时物体的速度为2 m/s(g 取10 m/s 2),那么以下说法错误的选项是( ) A .手对物体做功12 J B .合力做功2 J C .合力做功12 J D .物体克制重力做功10 J 答案 C解析 W G =-mgh =-10 J ,D 正确.由动能定理W 合=ΔE k =12mv 2-0=2 J ,B 对,C 错.又因W 合=W 手+W G ,故W 手=W 合-W G =12 J ,A 对.9.如图3所示,一质量为m 的质点在半径为R 的半球形容器中(容器固定)由静止开场自边缘上的A 点滑下,到达最低点B 时,它对容器的正压力为N .重力加速度为g ,那么质点自A 滑到B 的过程中,摩擦力对其所做的功为( )图3A.12R (N -3mg )B.12R (3mg -N ) C.12R (N -mg ) D.12R (N -2mg ) 答案 A解析 质点到达最低点B 时,它对容器的正压力为N ,根据牛顿第二定律有N -mg =m v 2R,根据动能定理,质点自A 滑到B 的过程中有W f +mgR =12mv 2,故摩擦力对其所做的功W f =12RN -32mgR ,故A 项正确.10.物体沿直线运动的v -t 图象如图4所示,在第1秒合力对物体做功为W ,那么( )图4A .从第1秒末到第3秒末合力做功为4WB .从第3秒末到第5秒末合力做功为-2WC .从第5秒末到第7秒末合力做功为WD .从第3秒末到第4秒末合力做功为-0.75W 答案 CD解析 由题图可知物体速度变化情况,根据动能定理得 第1 s :W =12mv 2,第1 s 末到第3 s 末:W 1=12mv 2-12mv 2=0,A 错;第3 s 末到第5 s 末:W 2=0-12mv 2=-W ,B 错;第5 s 末到第7 s 末:W 3=12m (-v )2-0=W ,C 正确;第3 s 末到第4 s 末:W 4=12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22-12mv 2=-0.75W ,D 正确.题组三 综合应用11.如图5所示,将质量m =2 kg 的一块石头从离地面H =2 m 高处由静止开场释放,落入泥潭并陷入泥中h =5 cm 深处,不计空气阻力,求泥对石头的平均阻力大小.(g 取10 m/s 2)图5答案 820 N解析 从石头静止释放到停止运动作为研究过程,由动能定理可得:mg (H +h )-fh =0-0解得:f =820 N12.将质量为m 的物体,以初速度v 0竖直向上抛出.抛出过程中阻力大小恒为重力的0.2倍.求: (1)物体上升的最大高度; (2)物体落回抛出点时的速度大小.答案 (1)5v 2012g (2)63v 0解析 (1)上升过程,由动能定理得: -mgh -fh =0-12mv 20①将f =0.2 mg ② 代入①可得:h =5v 212g ③(2)全过程,由动能定理得: -2fh =12mv 2-12mv 20④将②③代入得:v =63v 0 13.如图6所示,质量为m 的物体从高为h 、倾角为θ的光滑斜面顶端由静止开场沿斜面下滑,最后停在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,求:图6(1)物体滑至斜面底端时的速度;(2)物体在水平面上滑行的距离.(不计斜面与平面交接处的动能损失) 答案 (1)2gh (2)h μ解析 (1)物体下滑过程中只有重力做功,且重力做功与路径无关,由动能定理:mgh =12mv 2,可求得物体滑至斜面底端时速度大小为v =2gh ; (2)设物体在水平面上滑行的距离为s , 由动能定理:-μmgs =0-12mv 2,解得:s =v 22μg =hμ.。
动能定理一、动能1.动能(1)动能的概念物体由于运动而具有的能叫做动能.(2)动能的表达式及其意义E k=½mv2,物体的动能等于它的质量跟它的速度平方乘积的一半.动能是标量,只有大小,没有方向,动能恒为正值.动能是状态量,动能的变化(增量)是过程量. 动能具有相对性,其值与参考系的选取有关.一般取地面为参考系.(3)动能的单位在国际单位制中,动能的单位由质量和速度的单位确定,为kg•m2/s2,即J.(4)动能与动量的区别与联系①联系:都是描述物体运动状态的物理量,都由物体的质量和瞬时速度决定,它们的关系为:②区别:A、动能是标量,动量是矢量.动能变化只是大小变化,而动量变化却有三种情况:大小变化,方向变化,大小和方向均变化.一个物体动能变化时动量一定变化,而动量变化时动能不一定变化.B、跟速度的关系不同: , .C、变化的量度不同.动能变化的量度是合外力的功,动量变化的量度是合外力的冲量.动能定理:一个物理过程中,物体受到的各个外力对物体做功的代数和等于物体动能的改变量。
设初动能为Ek1,末动能为Ek2,则:W总=△Ek = Ek2-Ek1 (能用来求什么?)二、物体动能的变化是所有外力共同作用的结果,或者说动能的变化可以用外力做的总功来量度。
(12)式的左边是从初状态到末状态的过程中,所有外力对物体做的总功,(12)式的右边要求是末、初两状态时物体的动能差(必须是末状态减初状态),而从初状态到末状态的过程,则没有任何限制。
可以是单一的过程,也可以是多段单一过程组成的复杂过程,既可以是恒力作用的过程,也可以是变力作用的过程。
动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此应用它来处理问题往往比较方便。
物体动能的变化是所有外力共同作用的结果,或者说动能的变化可以用外力做的总功来量度.动能定理常用的表达式是:W1+W2+…+Wn= mv22-mv12.上式的左边是从初状态到末状态的过程中所有外力对物体做的总功,上式的右边要求是末、初两状态时物体的动能差(必须是末状态减初状态),而从初状态到末状态的过程,则没有任何限制.可以是单一的过程,也可以是多段单一过程组成的复杂过程,既可以是恒力作用的过程,也可以是变力作用的过程.动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,因此应用它来处理问题往往比较方便.第二节动能定理二.动能定理1、动能这理及数学表达式(1)动能定理:合力所做的功等于动能的改变(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力,包括重力)。
动能与功的关系动能和功是物理学中重要的概念,它们描述了物体的运动和相互作用过程。
动能指的是物体由于运动而具有的能量,功则是由于力对物体做功而转移的能量。
本文将探讨动能和功之间的关系,以及它们在物理学中的应用。
一、动能的定义与计算公式动能是物体由于运动而具有的能量,是物体独有的一种能量形式。
根据动能的定义,可以得到其计算公式为:动能 = 1/2 ×物体质量 ×速度的平方二、功的定义与计算公式功是由于力对物体做功而转移的能量,揭示了力对物体的作用效果。
功可以由以下公式计算:功 = 力 ×距离× cosθ其中,θ为力和物体运动方向之间的夹角。
三、动能与功的关系动能和功之间存在着紧密的联系,它们是相互关联的。
具体而言,物体的动能的变化量等于所受到的合外力所做的功:动能的变化量 = 所受合外力所做的功根据这个关系式,我们可以得到一些重要的结论:1. 若合外力对物体做正功(即物体的能量增加),物体的动能将增加;2. 若合外力对物体做负功(即物体的能量减少),物体的动能将减少;3. 若合外力对物体做零功(即物体的能量不变),物体的动能将保持不变。
四、动能与功的应用1. 机械能守恒定律根据动能与功的关系,我们可以推导出机械能守恒定律。
在没有外力做功的情况下,物体的动能保持不变。
这一定律在许多物理问题的求解中起到了重要作用。
2. 能量转化与转移动能和功的概念也适用于能量转化和转移的研究。
例如,当一个物体从高处自由下落时,其潜在能转化为动能,而当物体撞击地面时,动能转化为声能和热能。
3. 功率的计算功率表示单位时间内所做的功,它是描述能量转移速率的物理量。
功率的计算公式为:功率 = 功 / 时间通过动能和功的关系,我们可以借助功率的计算公式来研究物体在单位时间内消耗或转移的能量。
结论:动能和功是物理学中重要的概念,它们描述了物体的运动和相互作用过程。
动能指的是物体由于运动而具有的能量,而功则是由于力对物体做功而转移的能量。
动能定理动能与功的关系
动能定理是描述物体运动中动能与外力做功之间的关系的定理。
动
能是物体运动过程中具有的能量,可用公式K=1/2mv^2表示,其中m
为物体的质量,v为物体的速度。
功是一种物理量,表示力在物体上的作用效果,可用公式W=Fs表示,其中W为功,F为力的大小,s为力的作用方向上的位移。
动能定理表明,当外力对物体做功时,物体的动能会发生变化,他
们之间的关系可以用以下公式表示:
ΔK = W
其中,ΔK表示动能的变化量,W表示做功。
由此可见,动能定理将动能的变化量直接与外力对物体做的功联系
起来。
如果外力对物体做正功(即物体受到的作用力与物体运动方向
相同),物体的动能将增加;如果外力对物体做负功(即物体受到的
作用力与物体运动方向相反),物体的动能将减少。
此外,动能定理还可以用于推导其他与动能和功相关的物理公式。
例如,当物体从静止开始沿直线运动时,根据动能定理可得到以下公式:
K = W
其中,K为物体的动能,W为外力对物体所做的功。
这个公式表明,物体的动能等于外力对物体所做的功。
在实际应用中,动能定理在许多领域都有重要的应用。
例如,在机械工程中,通过对动能定理的使用,可以计算机械设备在工作过程中所需的能量;在运动学中,动能定理可用于分析物体的运动轨迹。
总结而言,动能定理揭示了动能与外力做功之间的紧密关系,通过该定理可以确定物体运动中的能量转化情况。
在实际应用中,动能定理在多个领域都起到重要作用,进一步丰富了我们对物体运动规律和能量转化的认识。