动能定理1
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高一物理《运动和动能定理》知识点总结
一、动能的表达式
1.表达式:E k =12
m v 2. 2.单位:与功的单位相同,国际单位为焦耳,符号为J.
3.标矢性:动能是标量,只有大小,没有方向.
二、动能定理
1.内容:力在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.
2.表达式:W =12m v 22-12
m v 12.如果物体受到几个力的共同作用,W 即为合力做的功,它等于各个力做功的代数和.
3.动能定理既适用于恒力做功的情况,也适用于变力做功的情况;既适用于直线运动,也适用于曲线运动.
三.对动能定理的理解
(1)在一个过程中合外力对物体做的功或者外力对物体做的总功等于物体在这个过程中动能的变化.
(2)W 与ΔE k 的关系:合外力做功是物体动能变化的原因.
①合外力对物体做正功,即W >0,ΔE k >0,表明物体的动能增大;
②合外力对物体做负功,即W <0,ΔE k <0,表明物体的动能减小;
如果合外力对物体做功,物体动能发生变化,速度一定发生变化;而速度变化动能不一定变化,比如做匀速圆周运动的物体所受合外力不做功.
③如果合外力对物体不做功,则动能不变.
(3)物体动能的改变可由合外力做功来度量.。
以下是整理的《物理知识:动能定理》,希望⼤家喜欢!
⼀、动能
如果⼀个物体能对外做功,我们就说这个物体具有能量.物体由于运动⽽具有的能. Ek=½mv2,
其⼤⼩与参照系的选取有关.动能是描述物体运动状态的物理量.是相对量。
⼆、动能定理
做功可以改变物体的能量.所有外⼒对物体做的总功等于物体动能的增量. W1+W2+W3+……=½mvt2-½mv02
1.反映了物体动能的变化与引起变化的原因——⼒对物体所做功之间的因果关系.可以理解为外⼒对物体做功等于物体动能增加,物体克服外⼒做功等于物体动能的减⼩.所以正功是加号,负功是减号。
2.“增量”是末动能减初动能.ΔEK>0表⽰动能增加,ΔEK<0表⽰动能减⼩.
3、动能定理适⽤单个物体,对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲⽬的应⽤动能定理.由于此时内⼒的功也可引起物体动能向其他形式能(⽐如内能)的转化.在动能定理中.总功指各外⼒对物体做功的代数和.这⾥我们所说的外⼒包括重⼒、弹⼒、摩擦⼒、电场⼒等.
4.各⼒位移相同时,可求合外⼒做的功,各⼒位移不同时,分别求⼒做功,然后求代数和.
5.⼒的独⽴作⽤原理使我们有了⽜顿第⼆定律、动量定理、动量守恒定律的分量表达式.但动能定理是标量式.功和动能都是标量,不能利⽤⽮量法则分解.故动能定理⽆分量式.在处理⼀些问题时,可在某⼀⽅向应⽤动能定理.
6.动能定理的表达式是在物体受恒⼒作⽤且做直线运动的情况下得出的.但它也适⽤于变为及物体作曲线运动的情况.即动能定理对恒⼒、变⼒做功都适⽤;直线运动与曲线运动也均适⽤.
7.对动能定理中的位移与速度必须相对同⼀参照物.。
什么是动能定理如何计算物体的动能知识点:动能定理及其应用动能定理是物理学中的一个基本原理,它描述了物体由于运动而具有的能量,以及这种能量与其他形式能量之间的转换关系。
动能定理的内容可以概括为:一个物体的动能变化等于所受外力做的功。
一、动能的定义动能是指物体由于运动而具有的能量。
动能的大小与物体的质量和速度的平方成正比。
数学上,物体的动能(E_k)可以表示为:E_k = 1/2 * m * v^2其中,m 表示物体的质量,v 表示物体的速度。
二、动能定理的内容动能定理指出,一个物体的动能变化等于所受外力做的功。
在物体运动的过程中,如果只有重力、弹力等保守力做功,那么动能定理可以表示为:ΔE_k = W其中,ΔE_k 表示物体动能的变化量,W 表示外力做的功。
三、动能定理的应用1.动能的增加当物体受到外力作用,动能增加时,外力对物体做了正功。
例如,一个运动员踢足球,运动员的脚对足球施加了一个力,使得足球的速度从0增加到30m/s,这时足球的动能增加了。
2.动能的减少当物体受到外力作用,动能减少时,外力对物体做了负功。
例如,一个滑下斜面的滑块,在滑行过程中受到了重力和摩擦力的作用,滑块的速度逐渐减小,动能减少。
3.动能的转化动能可以与其他形式的能量相互转化。
例如,一个跳伞运动员从空中跳伞,跳伞过程中,运动员的动能逐渐减小,转化为内能(热能)和重力势能。
四、计算物体的动能要计算一个物体的动能,我们需要知道物体的质量和速度。
根据动能的定义,我们可以使用以下公式计算动能:E_k = 1/2 * m * v^2其中,m 表示物体的质量,v 表示物体的速度。
通过测量物体的质量和速度,我们可以计算出物体具有的动能。
习题及方法:1.习题:一个质量为2kg的物体,速度为5m/s,求物体的动能。
解题方法:根据动能的定义,直接使用公式计算动能。
E_k = 1/2 * m * v^2E_k = 1/2 * 2kg * (5m/s)^2E_k = 1/2 * 2kg * 25m2/s2E_k = 25J答案:物体的动能为25焦耳(J)。
第11章动能定理即质点系的动能等于其随质心平BCθABθCPA2rOr C力的功2rOr CAP2rOr CAP2rOr CAPs汽车驱动问题能量角度:汽缸内气体爆炸力是内力,不改变汽车的动量,但使汽车的动能增加。
动量角度:地面对后轮的摩擦力是驱动力,使汽车的动量增加,但不做功,不改变汽车的动能。
内力不能改变质点系的动量和动量矩,但可以改变能量;外力能改变质点系的动量和动量矩,但不一定能改变能量。
例题11-8水平悬臂梁AB,B端铰接滑轮B,匀质滑轮质量m1,半径r;绳一端接滚,轮C,半径r,质量m2视为质量集中在边缘;绳另端接重物D,质量m3。
求重物加速度。
CωDv BωCv 解:末位置是一般位置hconst 01==T T =2T 2321D v m 221B B J ω+221CP J ω+运动学关系rr v v B C C D ωω===2121rm J B =2222222rm r m r m J P=+=2321222121Dv m m m T ⎟⎠⎞⎜⎝⎛++=gh m W 312=CωDv BωCv h1212W T T =−gh m T v m m m D 30232122121=−⎟⎠⎞⎜⎝⎛++对t 求导h g m vv m m m D D &&33210)221(=−++Dv h =&D D a v=&gm m m m a D 3213221++=例11-9匀质圆盘和滑块的质量均为m。
圆盘的半径为r。
杆平行于斜面,其质量不计。
斜面的倾斜角为θ。
圆盘、滑块与斜面的摩擦因数均为μ。
圆盘在斜面上作纯滚动。
试求滑块下滑加速度。
1212W T T =−01=T 2222212121mvJ mv T A ++=ω解()sF F mgs mgs W B A +−+=θθsin sin 12θμcos mg F F B A ==取导221,mrJ v r A ==ω2245mvT =()θμθcos sin 2452−=gs v a v v s==&&,()θμθcos sin 54−=g a F A 是静摩擦力,理想约束,不作功。
动能和动能定理一、动能的概念动能是物体运动所具有的能量,是物体运动的一种形式。
在物理学中,动能通常表示为K或E_k,它与物体的质量和速度相关。
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。
动能的单位为焦耳(J)。
动能公式:动能公式描述了动能与物体的质量和速度之间的关系。
它的表达式为:K = 1/2mv^2其中,K表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
二、动能定理动能定理是描述物体的动能变化与物体所受的净外力之间的关系。
动能定理可以表述为:物体的净功等于物体动能的变化。
动能定理公式:动能定理可以表示为如下的公式:W_net = ΔK其中,W_net表示物体受到的净功,ΔK表示物体动能的变化。
三、动能定理的解释动能定理的本质是能量守恒定律在物体运动中的具体应用。
根据能量守恒定律,一个孤立系统的能量总量是不变的。
在动能定理中,物体所受的外力所做的功被转化为物体的动能。
根据动能定理,当物体受到净外力时,物体将加速或减速,其动能将发生改变。
如果净功为正,表示物体的动能增加;如果净功为负,表示物体的动能减小。
动能定理可以解释为何抛出物体的速度越大,其运动的距离也越远。
四、应用举例1. 汽车的制动当汽车刹车时,制动器施加一个逆向力,使汽车减速。
根据动能定理,汽车减速时,动能发生变化,由动能转化为其他形式的能量(如热能)。
净功为负,表示汽车的动能减小。
2. 投掷运动当一个物体被投掷到空中时,物体的动能由静止状态转变为动能,然后再转变为高度势能。
在最高点时,物体的动能为零,而势能最大。
根据动能定理,动能的增加等于物体所受的净功。
3. 弹簧振子当一个弹簧振子从平衡位置偏移并释放时,它会振动。
在一个完整的振动周期中,弹簧振子的动能将在振动的过程中不断转化为势能和反向。
根据动能定理,弹簧振子的动能变化等于所受的净功。
五、总结动能和动能定理是描述物体运动和能量转化的重要概念。
动能表示物体运动所具有的能量,与物体的质量和速度有关。
动能定理
动能定理是物理学中一个重要的定理,它是物体运动的重要理论依据,是物理学中最重要
的定理之一。
动能定理指出,物体在加速运动时,其动能增加,而在减速运动时,其动能
减少。
一、动能定理的内容
动能定理指出,当物体在加速运动时,其动能增加,而在减速运动时,其动能减少。
它可
以用来解释物体运动的原理,并用来计算物体的动能变化。
动能定理的数学表达式为:
$$W_{2}-W_{1}=\Delta W=F\Delta t$$
其中,$W_{2}$和$W_{1}$分别表示物体的最终动能和初始动能,$\Delta W$表示物体的动
能变化,$F$表示外力,$\Delta t$表示时间间隔。
二、动能定理的应用
1、动能定理可以用来解释物体运动的原理。
例如,当一个球从一定高度自由落下时,它
的动能会随着时间的推移而增加,这就是动能定理的体现。
2、动能定理可以用来计算物体的动能变化。
例如,当一个物体从一定高度落下时,可以
利用动能定理来计算它在落下过程中的动能变化。
3、动能定理也可以用来计算物体的运动轨迹。
例如,当一个物体在一个重力场中运动时,可以利用动能定理来计算它的运动轨迹。
三、动能定理的总结
动能定理是物理学中一个重要的定理,它是物体运动的重要理论依据。
它指出,当物体在
加速运动时,其动能增加,而在减速运动时,其动能减少。
动能定理可以用来解释物体运
动的原理,并用来计算物体的动能变化。
动能定理知识梳理 一、动能(一)动能的表达式1.定义:物体由于运动而具有的能叫做动能.2.公式:E k =mv 2,动能的单位是焦耳. 说明:(1)动能是状态量,物体的运动状态一定,其动能就有确定的值,与物体是否受力无关.(2)动能是标量,且动能恒为正值,动能与物体的速度方向无关.一个物体,不论其速度的方向如何,只要速度的大小相等,该物体具有的动能就相等.(3)像所有的能量一样,动能也是相对的,同一物体,对不同的参考系会有不同的动能.没有特别指明时,都是以地面为参考系相对地面的动能. (二)动能定理1.内容:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.2.表达式:W=E -E ,W 是外力所做的总功,E 、E 分别为初末状态的动能.若初、末速度分别为v 1、v 2,则E =mv 21,E =mv . 3.物理意义:动能定理揭示了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功,对应着物体动能的变化,变化的大小由做功的多少来度量.动能定理的实质说明了功和能之间的密切关系,即做功的过程是能量转化的过程.利用动能定理来求解变力所做的功通常有以下两种情况: ①如果物体只受到一个变力的作用,那么:W=E k2-E k1.只要求出做功过程中物体的动能变化量ΔE k ,也就等于知道了这个过程中变力所做的功.②如果物体同时受到几个力作用,但是其中只有一个力F 1是变力,其他的力都是恒力,则可以先用恒力做功的公式求出这几个恒力所做的功,然后再运用动能定理来间接求变力做的功:W 1+W 其他=ΔE k .可见应把变力所做的功包括在上述动能定理的方程中. ③注意以下两点:122k 1k 1k 1k 1k 122k 1222a.变力的功只能用表示功的符号W来表示,一般不能用力和位移的乘积来表示.b.变力做功,可借助动能定理求解,动能中的速度有时也可以用分速度来表示.4.理解动能定理(1)力(合力)在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
动能定理1
1、关于动能的概念,下列说法正确的是
A.速度越大的物体动能就越大
B.动能越大的物体速度就越大ks5u
C.物体受到的合外力越大,动能就越大
D.物体所受合外力做的功越多,动能改变量就越大
2、下列关于运动物体所受的合外力,合外力做功和动能变化的关系正确的是().
A.物体的动能不变,所受的合外力必定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化
D.如果物体所受的合外力为零,那么合外力对物体做的功一定为零
3、下列关于运动物体所受合外力做的功和动能变化的关系正确的是( )
A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化
D.物体的动能不变,所受合外力一定为零
4、两个材料相同的物体,甲的质量大于乙的质量,以相同的初动能在同一水平面上滑动,最后都静止,它们滑行的距离的大小关系是().
A.乙大
B.甲大
C.一样大
D.无法比较
5、某运动员臂长为,他将质量为的铅球推出,铅球出手时速度大小为,方向与水平
方向成角,则该运动员对铅球做的功为
A. B. C.
D.
6、一上下均光滑的凹形斜面体置于光滑水平面上。
现将一物块从斜面的顶端由静止释放,物块到达斜面底端时,物块和斜面体的动能分别是Ek1和Ek2。
物块从斜面的顶端滑到底端的过程中,重力对物块所做功的大小为WG,斜面对物块所做功的大小为WN,物块对斜面体所做功的大小为WN′,以下表达式正确的是
A.WN=WN′=0 B.WG=Ek1
C.WG-WN=Ek1 D.WG-WN+WN′=Ek1
7、某人在高h处抛出一个质量为m的物体,不计空气阻力,物体落地时速度为v,该人对物体所做的功为
A.-mgh B.
C.mgh + D.mgh
8、如图所示,光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静
止开始滚下,抵达光滑的水平面上的B点时速率为V0.光滑
水平面上每隔相等的距离设置了若干个与小球运动方向垂
直的阻挡条,小球越过n条阻挡条后停下来.若让小球从2h
高处以初速度V0滚下,则小球能越过阻挡条的条数为(设小
球每次越过阻挡条时损失的动能相等)()
A.n B.2n C.3n D.4n
9、如图所示,一质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于O点,小球在水平拉力F作用下从平衡位置P点缓慢地移到Q点,此时悬线与竖直方向夹角为θ,则拉力F做的功
为 ( ).
A.mgL cos θ B.mgL(1-cos θ)
C.FL sin θ D.FL cos θ
10、一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1N的外力作用。
下列判断正确的是
A. 0~2s内外力的平均功率是W
B.第2秒内外力所做的功是J
C.第2秒末外力的瞬时功率最大
D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是
11、一环状物体套在光滑水平直杆上,环状物能沿杆自由滑动。
用绳子一端连接在物体上,另一端绕过定滑轮,用大小恒定的力
F拉着,使物体沿杆自左向右滑动,如图所示。
物体在杆上通过 a、
b、c三点时的动能分别为E a、E b、E c ,且ab=bc,滑轮质量和摩
擦不计,则下列关系中正确的是 ( )
A.E b-E a=E c-E b
B.E b-E a<E c-E b
C.E b-E a>E c-E b
D. E c< E a<E b
12、水平面上甲、乙两物体,在某时刻动能相同,它们仅在摩擦力作用下停下来,如图所示的a、b分别表示甲、乙两物体的动能E和位移s的图象,则
①若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同,则甲的质量较大
②若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同,则乙的质量较大
③若甲、乙质量相同,则甲与地面间的动摩擦因数较大
④若甲、乙质量相同,则乙与地面间的动摩擦因数较大
以上说法正确的是( )
A.①③ B.②③
C.①④ D.②④
13、如图所示,用恒力拉一个质量为的物体,由静止开始在水平地面沿直线运动的
位移为,力与物体运动方向的夹角为,已知物体与地面间的动摩擦因数为,当地的重力加速度为.试求:
(1)拉力对物体所做的功;
(2)地面对物体摩擦力的大小;
(3)物体获得的动能.
14、质量为5kg的物体放在水平地面上,在水平方向的恒定拉力F=20N的作用下,从静止开始做匀加速运动。
在前4s内滑行了8m的距离,物体所受摩擦力不变,取。
求:
(1)物体运动的加速度大小。
(2)4s内拉力对物体所做的功。
(3)物体在4s末的动能。
15、如图所示.一个质量为m=10kg的物体, 由1/4圆弧轨道上端从静止开始下滑, 到达底端时的速度v=2.5m/s, 然后沿水平面向右滑动1.0m的距离而停止.已知轨道半径
R=0.4m, g=10m/s2,求:
①物体滑至轨道底端时对轨道的压力是多大;
②物体沿轨道下滑过程中克服摩擦力做了多少功;
③物体与水平面间的动摩擦因数μ?
16、总质量为M的列车沿水平直线轨道匀速前进,其末节车厢质量为m。
中途脱节,司机发觉时,机车已行驶了L的距离。
于是立即关闭油门,除去牵引力,设阻力与质量成正比,机车的牵引力是恒定的,当列车的两部分都停止时,它们的距离是多少?
17、某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”,四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切。
弹射装置将一个小物体(可视为质点)以v a=5m/s的水平初速度由a点弹出,从b点进入轨道,依次经过“8002”后从P点水平抛出。
小物体与地面ab段间的动摩
擦因数μ=0.3,不计其它机械能损失。
已知ab段长L=1.5m,数字“0”的半径R=0.2m,小物体质量m=0.01kg,g=10m/s2。
求:
(1)小物体从p点抛出后的水平射程。
(2)小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。
参考答案
一、选择题
1、D
2、D
3、A [解析]由W=Fl cosα知,物体所受合外力为零时,合外力对物体做的功一定为零,选项A正确;合外力对物体所做的功为零,合外力不一定为零,如物体做匀速圆周运动时,合外力不为零,但动能不变,故选项B、C、D均错误.
4、A
5、A
6、【答案】C
【解析】中档。
对动能定理的理解和应用。
考查:理解能力。
根据研究对象及运动(变化)的特点,正确选用物理量、物理规律描述其物理状态、物理过程。
7、 A.
8、C
9、解析小球缓慢移动,时时都处于平衡状态,由平衡条件可知,F=mg tan θ.随着θ的增大,F也在增大,可见F是一个变化的力,不能直接用功的公式求它做的功,所以这道题要考虑用动能定理求解.由于物体缓慢移动,动能保持不变,由动能定理得-mgL(1-cos θ)+W=0,所以W=mgL(1-cos θ).
答案 B
10、AD
11、C
12、A
二、计算题
13、解:(1)设拉力F对物体做功为W,由功的关系式得:
……………..(6分)
(2)由滑动摩擦力关系式得:……..(6分) (3)设物体获得动能为Ek,由动能定理得:
……..(6分)
14、解:
(1)(2分)
(2)4s内拉力做功W=FS=160J (2分)
(3)4s末物体的速度v=at=4m/s (2分)
动能(2分)
15、(1)物体在斜石底端时设支持力为N
(2)物体从顶端到底端过程中由动能定理
∴克服摩擦力做功为8.75J
(3)物体在水平石上滑行过程中,由动能定理
16、解析:此题用动能定理求解比用运动学结合牛顿第二定律求解简单.先画出草图如图所示,标明各部分运动位移(要重视画草图);对车头,脱钩前后的全过程,根据动能定理便可解得.
FL-μ(M-m)gS1=-½(M-m)v02
对末节车厢,根据动能定理有一μmgs2=-½mv02
而ΔS=S1一S2
由于原来列车匀速运动,所以F=μMg.
以上方程联立解得ΔS=ML/ (M一m).
17、(1)设小物体运动到P点时的速度大小为v,
对小物体由a运动到p过程应用动能定理得
①
小物体自P点做平抛运动,设运动时间为:t,水平射程为:s则
②
s=vt ③
联立①②③式,代入数据解得s = 0.8m ④
(2)设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F,取竖直向下为正方向
⑤
联立①⑤式,代入数据解得 F=0.3N ⑥
方向竖直向下。