在物理的学习中,学生会学习到不少的要点,下面智学网将为大伙带来关于动能定理的要点的介绍,期望可以帮助到大伙。
高中物理动能定理的要点
动能定理的基本定义
合外力做的功,等于物体动能的改变量,这就是动能定理的内容。动能定理还可以表述为:过程中所有分力做的功的代数和,等于动能的改变量。
这里的合外力指研究对象遭到的所有外力的合力。
动能定理的表达式
动能定理的基本表达式:F合s=W=ΔEk;
动能定理的其他表示办法:
∫Fds=W=ΔEk;
F1s1+F2s2+F3s3+……=ΔEk;
功虽然是标量,但有正负一说。最为严谨的公式是第二个公式;最常见的,有的困难程度的却是第三个公式。
动能定理根源
大家来推导动能定理,不少学生可能觉得这是没必要的,其实恰恰相反。
近几年的高考考试物理考试试题,特别重视入门知识的推导和与应用。理解每个要点之间的关联,可以助你更好的理解物理考试知识点。
在内心理解了动能定理,了解了它的本源,才能在考试中科学运用动能定理来解题。动能定理的推导分为如下两步:
匀变速直线运动下的动能定理推导过程
物体做匀变速直线运动,则其受力状况为F合=ma;
由匀变速直线运动的公式:2as=v2-v02;方程的两边都乘以m,除以2,有:
mas==Ek2-Ek1=ΔEk;
上述方程的左端mas=F合s=W;
因此有:F合s=W=ΔEk;
这就是动能定理在匀变速直线运动状况下的推导过程。
普通直线运动模式下动能定理的推导过程
运用微积分的思想,大家普通运动模式进行拆分,将它肢解为很小的一段一段的运动。
当大家的运动模式被无限分割后,每一小段都可以觉得是匀变加速直线运动模式。
对任何一段,大家都可以借助中的推理过程得到W=F合s=man=En-Em
对整个过程,大家有:
W总=W1+W2+W3+……=ma1+ma2+ma3+……=+++……++……=E末-E初
即,W总=E末-E初;这就是普通的直线运动模式下的动能定理推导过程。
曲线运动模式下,动能定理也是成立的,其推导过程不再这里剖析,感兴趣的同学可以自己去研究下。
动能定理的意义
无论是研究外力做的功,还是求物体动能的变化,除去最基本的概念外,大家有了另一条求解渠道。
动能定理打造起过程量和状况量间的联系。
大家在剖析复杂运动模式时,除去牛顿动力学内容外,还可以借用于动能定理,避开中间复杂的过程。
动能定理与其他考试知识点联系
动能定理和其他要点的联系太多了。譬如,圆周运动的问题,竖直面内从最低点到点的运动,就是要借用动能定理来求解的。
复杂的两个物体,在摩擦力下的运动,有时用牛顿定律求解非常不好求,用牛顿定律+动能定理联合求解,总是会变得简单。
动能定理还会与静电场的问题结合起来,譬如求解库仑力做功的问题,由于是变力做功,没方法直接依据功的概念求解,所以总是是通过动能定理来计算的。
与电磁感应结合,也是动能定理容易见到的考试试题。这样的情况下总是是研究导体棒运动,在摩擦力、安培力、外面拉力下导体棒动能的变化问题。
假如你仔细剖析,你还会发现,爱因斯坦的光电效应方程,与动能定理也很近似,或者是动能定理方程的在光学中的推广。
总之,动能定理这个考试知识点太灵活了,几何可以和任意的一个章节结合在一块命题。所以从力学能量开始,任何一个章节遇见复杂的功能关系的问题,同学们要有意识的考虑动能定理能否应用。
应用动能定理解题的步骤总结
确定研究对象和研究过程。动能定理的研究对象只能是单个物体,若是系统,那样系统内的物体间不可以有相对运动。。
对研究对象进行受力剖析。。
写出该过程中合外力做的功,或分别写出每个力做的功。假如研究过程中物体受力状况有变化,要分别写出该力在每个阶段做的功。
写出物体的初、末动能,根据动能定理列式求解。
应用动能定理解题的需要注意的地方
1动能定理内的物理表达量都是标量式,当合外力对物体做正功时,Ek2>Ek1物体的动能增加;反之则Ek1>Ek2,物体的动能降低;
2动能定理研究的对象应为单一的物体,或者可以当做整体的物体系;假如不是一个整体,那样就有矛盾:到底剖析什么物体所遭到的合外力?研究什么物体的始末态动能?
3动能定理的计算式一般以地面为参考系;每个速度都是以地面为参考系的。
4动能定理适用于直线运动,也可用于曲线运动;适用于恒力做功,也适用于变力做功;力可以分段用途,也可以同时用途,求出每个力所做功的正负代数和即可,这就是动能定理的优越性。
5动能定理的合外力是物体所有些外力之和,在列式计算的时候,画出受力图来,列公式时不要丢力。
动能定理与机械能守恒有什么区别和联系
不同
1动能定理的研究对象是单独一个物体,机械能守恒定律的研究对象一般是多个物体构成的系统;也可以是一个物体。
2动能定理公式等号的左边是合外力所做的功,右边是动能的改变量;是功和能之间的联系。机械能守恒定律公式等号的左边是一种状况的机械能之和,右边是另一种状况的机械能之和;是能量不变的方程。
联系
1都可以不去剖析具体的加速度、时间来研究能量的变化。
2都可以用来求解动能或动能的改变量。