大学物理,功和能及功能原理4.1 功 动能定理
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功和能动能动能定理知识总结(最全)word资料功和能、动能、动能定理知识总结归纳1. 能的概念:粗浅地说,如果一个物体能够对外界做功,我们就说物体具有能量。
能量有各种不同的形式。
2. 功和能关系:各种不同形式的能可通过做功来转化,能转化的多少通过功来量度,即功是能转化的量度。
3.动能定义:物体由于运动而具有的能叫做动能。
表达式:122:物体由于运动而具有的能叫做动能。
表达式:E mvk =注意:动能是状态量,只与运动物体的质量以及速率有关,而与其运动方向无关,能是标量,只有大小,没有方向,单位是焦耳(J )。
4. 动能定理的推导:设物体质量为m ,初速度为v 1,在与运动方向同向的恒定合外力F 作用下,发生一段位移s ,速度增加到v 2。
由F=ma 和联立解得:由和联立解得:F ma v v as Fs mv mv =-==-22122212212125.动能定理公式:末初W E E k k k ==-∆E注意:W 为合外力做的功或外力做功的代数和,ΔE k 是物体动能的增量;ΔE k 为正值时,说明物体动能增加,ΔE k 为负值时,说明物体动能减少。
6. 应用动能定理进行解题的一般步骤: (1)确定研究对象,明确它的运动过程;(2)分析物体在运动过程中的受力情况,明确各个力是否做功,是正功还是负功;(3)明确起始状态和终了状态的动能。
()用列方程求解总421W E E k k k ==-∆E【典型例题】例1. 用拉力F 使一个质量为m 的木箱由静止开始在水平冰道上移动了s ,拉力F 跟木箱前进的方向的夹角为α,木箱与冰道间的动磨擦因数为μ,求木箱获得的速度(如图所示)分析和解答:此题知物体受力,知运动位移s ,知初态速度,求末态速度。
可用动能定理求解。
拉力F 对物体做正功,摩擦力f 做负功,G 和N 不做功。
初动能动能,末动能E E mv k k 122012==,末动能初动能,末动能E E mv k k 122012== 由动能定理得:由动能定理得:Fs fs mv cos α-=122而:f mg F =-μα(sin )解得:v F mg F s m =--2[cos (sin )]/αμα注意:此题亦可用牛顿第二定律和运动学公式求解,但麻烦些,一般可用动能定理求解的,尽可能用此定理求解。
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。
动能定理与功动能定理与功的关系与计算动能定理与功的关系与计算动能定理和功是物理学中重要的概念,它们在描述物体运动和能量转化过程中起着关键作用。
本文将探讨动能定理与功的关系,并介绍它们的计算方法。
一、动能定理的定义与推导动能定理是描述物体动能变化的定理,它表明物体的动能变化等于物体所受合外力所做的功。
在牛顿力学中,物体的动能等于物体的质量乘以速度的平方的一半,即动能(K) = 1/2mv^2。
物体的速度(v)是指物体的质心所具有的速度。
假设一个物体在时间t内从速度v1变为速度v2,根据定义可以得到物体在这段时间内的动能变化为ΔK = 1/2m(v2^2 - v1^2)。
其根据动力学第二定律F = ma,物体所受合外力(F)可以写作F =m(v2 - v1)/t。
将其代入ΔK = 1/2m(v2^2 - v1^2)中,可以得到ΔK = F(v2 + v1)/2t。
根据动能定理的定义,物体所受外力所做的功(W)等于动能的变化量ΔK,即W = ΔK = F(v2 + v1)/2t。
二、功的定义与计算方法功是描述物体能量转移与转化过程的物理量,它等于力对物体的作用所产生的能量转化量。
功的计算方法通常是力乘以物体的位移,即W = F·s·cosθ。
其中F表示力的大小,s表示物体在力的方向上移动的距离,θ表示力和位移之间的夹角。
在一些特殊情况下,可以通过简化的公式来计算功:1. 当力和位移方向相同时,θ = 0,此时功简化为W = F·s。
2. 当力和位移方向垂直时,θ = 90°,此时功为0,因为cos90° = 0。
3. 当力和位移方向相反时,θ = 180°,此时功简化为W = -F·s。
三、动能定理与功的关系根据动能定理的定义和功的计算方法,可以看出两者之间存在紧密的关系。
根据动能定理的推导过程可知,物体所受外力所做的功等于物体的动能变化量。
动能定理与功与能动能定理是物理学中的一条重要定理,它描述了物体的动能变化与施加在物体上的净合外力所做的功之间的关系。
动能定理广泛应用于力学、工程等领域,在解决物体运动问题和能量转换问题中起着重要的作用。
一、动能定理的基本原理动能定理的基本原理可以用以下公式表示:\[\text{物体的动能变化} = \text{物体所受的净合外力所做的功}\]其中,物体的动能变化表示为 \( \Delta KE \),净合外力所做的功表示为 \( W \)。
动能被定义为物体的质量 \( m \) 与物体的速度 \( v \) 的平方的乘积,即:\[KE = \frac{1}{2} m v^2\]二、功的定义与表达式功是物理学中的一个重要概念,它描述了力对物体所做的作用以及物体在力的作用下发生的能量的变化。
功的单位是焦耳(J),它可以根据力与位移之间的关系来计算。
对于一个施加在物体上的力 \( F \),当物体移动一个位移 \( s \) 时,力对物体所做的功可以用以下公式表示:\[W = F \cdot s \cdot \cos(\theta)\]其中,\( \theta \) 表示力 \( F \) 与位移 \( s \) 之间的夹角。
三、动能定理的应用动能定理在解决物体运动问题中起着重要的作用。
通过动能定理,我们可以推导出不同情况下的动能变化和力的关系,进而求解物体的速度、位移等运动参数。
例如,当一个物体在作恒定力作用下从位置 \( A \) 运动到位置 \( B \) 时,利用动能定理可以得到以下关系:\[W_{AB} = \Delta KE = KE_B - KE_A\]其中,\( W_{AB} \) 表示从位置 \( A \) 到位置 \( B \) 所受合外力所做的功,\( KE_B \) 和 \( KE_A \) 分别表示位置 \( B \) 和位置 \( A \) 处的动能。
四、能量守恒与功与能根据动能定理,我们可以进一步了解能量转换的过程以及能量守恒的原理。
大学物理力学总结功是力沿着位移方向所做的功,表示为W=F•Δr2.功率:功率是功对时间的导数,表示为P=dW/dt=F•v3.动能定理:物体的动能增量等于合外力所做的功,即ΔK=W4.势能:势能是物体由于位置而具有的能量,表示为Ep=mgh或Ep=1/2kx^25.机械能守恒定律:在只有重力和弹性力的情况下,系统的总机械能守恒,即E=K+Ep=常量6.非完整约束系统:非完整约束系统中,不能定义广义势能,机械能不守恒,只能使用能量方法求解问题。
7.功和能的应用:可以用功和能的概念解决各种物理问题,如弹簧振子、自由落体、圆周运动等。
的一端为转轴细杆绕中心垂线转动细杆绕端点转动圆环圆盘球体转动惯量J=ml2/12J=ml2/3J=mr2/2J=2mr2/5J=2/5mr2J=1/2mr2J=2/3mr2J=2/5mR2J=2/3mR2J=2/5m(R1^2+R2^2)J=1/2m(R1^2+R2^2)J=2/5m(R^2+d^2/4)J=2/5mR^22相对论中,物体的质量不是固定不变的,而是取决于它的速度。
当物体的速度接近光速时,它的质量会增加,这被称为相对论质量。
相对论质量的计算公式为m = m0/√1–u2/c2,其中m0是物体的静质量,u是物体的速度,c是光速。
这个公式告诉我们,当物体的速度接近光速时,它的质量会无限趋近于无穷大。
在相对论中,能量也不再是一个固定不变的量,而是取决于物体的质量和速度。
相对论能量的计算公式为E = mc2,其中m是物体的质量,c是光速。
这个公式告诉我们,当物体的速度接近光速时,它的能量也会无限趋近于无穷大。
相对论动能是相对论中另一个重要的概念。
它是物体由于速度而具有的能量。
相对论动能的计算公式为Ek = E – E0 = mc2 – m0c2,其中E是物体的总能量,E0是物体的静能量。
这个公式告诉我们,当物体的速度接近光速时,它的动能也会无限趋近于无穷大。
以上三个公式是相对论中最基本的公式。
动能定理与功的概念动能定理和功是物理学中非常重要的概念,它们描述了物体运动和相互作用的关系。
本文将介绍动能定理和功的定义、公式及应用。
一、动能定理的概念及公式动能定理是描述物体动能变化与做功之间的关系的定理。
它表明,当一个物体受到外力的作用时,它的动能将会发生变化,而这个变化等于所受的功。
动能表示物体由于运动而具有的能量,通常用K表示。
当物体的质量为m,速度为v时,它的动能可以用以下公式计算:K = (1/2)mv^2其中,K表示动能,m表示质量,v表示速度。
假设物体在某个时间段内受到了合外力F的作用,根据牛顿第二定律F = ma,我们可以推导出动能定理的公式:W = F•d = m•a•d = m•(dv/dt)•d = m•v•(dv/dt)•dt = m•v•dv其中,W表示物体所受的外力作功,F表示力,d表示位移,a表示加速度,v表示速度,t表示时间。
根据动能定理,W即为物体动能的变化量,因此我们可以得到:W = K2 - K1 = (1/2)m(v2^2 - v1^2)其中,K1和K2分别代表物体在某一时刻和另一时刻的动能。
二、功的概念及公式功是力在物体上所做的功或能量转移的度量。
它描述了力对物体进行的能量转化。
假设物体在某段位移d内受到了力F的作用,那么此时所做的功可以表示为:W = F•d•cosθ其中,W表示所做的功,F表示力,d表示位移,θ表示力和位移的夹角。
如果力和位移方向相同,夹角为0度,此时所做的功为最大值;如果力和位移方向相互垂直,夹角为90度,此时所做的功为0;如果力和位移方向相反,夹角为180度,此时所做的功为最小值。
如果物体受到多个力的作用,总功等于每个力所做的功之和。
三、动能定理与功的应用动能定理和功的概念和公式在物理学中有广泛的应用。
1. 动能定理的应用动能定理可以用于解释物体的运动状态。
通过计算物体所受的外力作功,可以确定物体的动能变化。
当物体受到正向的外力作用时,其动能将增加;当物体受到负向的外力作用时,其动能将减小。
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。