高一物理动能定理的应用(201912)
高中物理教案:动能定理的应用
高中物理教案:动能定理的应用一、引言在高中物理课程中,动能定理是一个重要的概念。
它描述了物体运动中动能的变化与外力做功的关系。
动能定理被广泛应用于解决各种实际问题,如机械工程、运动学和动力学等领域。
本文将以高中物理教案的形式介绍动能定理的应用,并给出几个典型的例子。
二、理论知识动能定理是描述物体动能变化的重要定理。
它可以用如下的数学公式表示:∆K = W其中,∆K表示物体动能的变化量,W表示外力对物体所做的功。
根据动能定理,当外力对物体做功时,物体的动能会增加;反之,当外力所做的功为负时,物体的动能会减小。
三、应用一:运动物体的动能变化动能定理可以应用于研究运动物体的动能变化。
当一个物体在作匀加速直线运动时,根据牛顿第二定律,我们可以得到物体所受到的合力与加速度的关系。
结合动能定理,我们可以计算出物体在运动过程中的动能变化。
例如,一个质量为2kg的物体以2m/s²的加速度在水平方向上运动,求它在经过10m的位移时的动能变化量。
我们可以首先计算出物体所受到的合力:F = ma = 2kg × 2m/s² = 4N。
然后,根据力和位移的关系,我们可以计算出合力对物体所做的功:W = F × s = 4N × 10m = 40J。
由动能定理可知,物体的动能变化量等于所做功:∆K = 40J。
因此,物体在经过10m的位移时,它的动能增加了40J。
四、应用二:机械装置的效率计算动能定理还可以应用于机械装置的效率计算。
在机械系统中,动能定理可以表达为:输入功 = 输出功 + 耗散功根据上述公式,我们可以计算出机械装置的效率,即输出功与输入功之比。
在实际应用中,我们通常会考虑到摩擦力对机械装置的影响,从而计算出总的耗散功。
例如,一台电动机驱动一台风扇旋转,电动机的输入功为500W,风扇的输出功为400W。
假设摩擦力对机械装置的耗散功为100W,我们可以根据动能定理计算出风扇的效率:效率 = 输出功 ÷输入功 = 400W ÷ 500W = 0.8因此,这个机械装置的效率为80%。
拓展资料:动能定理的应用(高中物理教学课件)完整版
A.Pt
B.fvmt
D.
mP 2 2f 2
Ps vm
C.
1 2
mvm2
fs
E. Fs
三.汽车做功问题
例2.现有一辆新型电动车,质量m=3×103kg,额定功率 P=90kw,当该电动车在平直水平路面上行驶时,受到的 阻力是车重的0.1倍,g=10m/s2。 (1)求电动车的最大速度 (2)若该车从静止开始以1m/s2的加速度做匀加速直线运动, 该过程能持续多长时间?
F= H h mN h
六.多过程问题 例2.如图所示,一质量为0.2kg的物块,从倾角为 300光滑斜面顶端处由静止开始沿斜面滑下,斜面 长度为4m,设物体从斜面滑到水面速度大小不变。 物块和水平面间的动摩擦因数为0.2,(g取10m/s2) 求: (1)物块在水平面能滑行的距离; (2)物块克服摩擦力所做的功。
如图3,粗糙斜面摩擦系数为μ,与光滑圆弧平滑连接,
一质量为m的物块在斜面上静止释放,最终稳定时物块
在斜面上经过的路程是多少? 2h /
四.曲线运动变力做功问题
例3.如图所示,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平,A 点比BC高出H=10m,BC长为l=1m,AB和CD轨道光滑.一质 量为m=1 kg的物体,从A点以v1=4 m/s的速度开始运动,经 过BC后滑到高出C点h=10.3m的D点时速度为零.(取g=10 m/s2)求: (1) 物体与BC轨道的动摩擦因数; (2) 物体第5次经过B点时的速度; (3) 物体最后停止的位置(距B点).
拓展资料:动能定理的应用 图片区
知识回顾
问题:动能定理的内容是什么?
答:合外力对物体做的功等于物体在这个过程中
动能的变化。
问题:动能定理的表达式是什么?
动能定理的几种典型应用
动能定理的几种典型应用应用一:动能定理解决匀变速直线运动问题例1、一个质量m=2kg 的小物体由高h=1.6m 倾角︒=30α的斜面顶端从静止开始滑下,物体到达斜面底端时速率是4m/s ,那么物体在下滑的过程中克服摩擦力做功是多少焦耳?由公式20222v v aS -=可知222022/5.22.3242s m S v v a =⨯=-= 对物体受力分析并由牛顿第二定律可知:ma f mg =-αsin 所以N N ma mg f 55.2221102sin =⨯-⨯⨯=-=α J J fS W f 16)1(2.35180cos -=-⨯⨯=︒= 解法二:由动能定理221mv W mgh f =+ 可得:J J mgh mv W f 166.110242212122-=⨯⨯-⨯⨯=-= 应用二:动能定理解决曲线运动问题例2、在离地面高度h=10m 的地方,以s m v /50=水平速度抛出,求:物体在落地时的速度大小? 解法一:由221gt h =得 s s g h t 2101022=⨯== 所以s m s m gt v y /210/210=⨯== 所以s m s m v v v y /15/)210(522220=+=+=解法二:由动能定理可得 20222121mv mv mgh -=所以:s m s m v gh v /15/51010222202=+⨯⨯=+= 两种方法计算的结果完全一致,可见:动能定理同样适用于曲线运动。
并且可以求变力的功,如下题。
例3.质量m=2kg 的物体从高h=1.6m 的曲面顶部静止开始下滑,到曲面底部的速度大小为4m/s 。
求物体在下滑过程中克服摩擦力所做的功?应用3:利用动能定理求解多个力做功的问题例4、如图所示,物体置于倾角为37度的斜面的底端,在恒定的沿斜面向上的拉力的作用下,由静止开始沿斜面向上运动。
F 大小为2倍物重,斜面与物体的动摩擦因数为0.5,求物体运动5m 时速度的大小。
高一物理动能定理的应用(新编201912)
油菜花的花语就是——故乡。记得某一年去往某地,在一个镇子上采访,不经意间,经过一家屋后,眼前突然出现了一大片油菜花。置身花中,花入心田,一刹那,花站成了我,我跪成了花,天地间只剩一片灿烂的金黄。那一刻,我真的以为,自己是身在故乡。 (2017年04月20日《人
民日报》? 有删改) 14.文章第①段有何作用?(2分) 答:? 15.结合全文,概括油菜花的特点。(4分) 答:? 16.赏析文中划线句子。(4分) ①当有些花正在得到人们的精心栽培、呵护之时,与油菜花的命运相关的,却永远是田间地头的播种、收获,是水乡垛田间的摇橹穿梭,
术高考,他也在准备,据说,这已经是第9年了。在艺术生的群体中,他这样的情况很常见。 (3)他曾经在墙上画了一幅画,只处理了一半画面,另一半像是被人撕掉了,还卷着纸边,所有的人都以为这是一幅贴在墙上的残破画。那天老师来的比较晚,他到画室后巡视了一圈,然后生
气了。“昨天的值日生是谁?怎么这里还贴着一幅破……”他抬起手摁住墙的一瞬间愣住了,手指放在上面很久没有拿下来,再回过头的时候,老师目光直视着他,说:“钟霄,别再考了!我聘你当画室老师,做我的副手。” (4)全班目光齐刷刷盯着他,我崇拜地看着他。他没有回答,
F1
m V12 R1
F2
m V22 R2
……….. ① ……….. ②
根据动能定理有:
W
1 2
mv22
1 2
mv12
………③
联解①②式得:
W
1 2
( F2 R2
F1R1 )
四、应用动能定理解力学综合题——常用过程整体法
解物理问题做到“三优先”: 1. 优先考虑整体法 研究对象整体法 过程整体法 2. 优先考虑动能定理 3. 优先考虑能的转化和守恒定律
动能定理的应用实例
动能定理的应用实例在物理学中,动能定理是一个非常重要的概念,它描述了力对物体做功与物体动能变化之间的关系。
动能定理的表达式为:合力对物体所做的功等于物体动能的变化,即 W 合=ΔEk 。
这个定理在解决很多实际问题中发挥着关键作用,下面我们就来看看一些具体的应用实例。
先来说说汽车的加速过程。
当汽车发动机的牵引力推动汽车前进时,牵引力对汽车做功。
假设一辆汽车的质量为 m ,牵引力为 F ,汽车在牵引力作用下行驶的距离为 s ,初速度为 v₁,末速度为 v₂。
根据动能定理,牵引力做的功 W = Fs 等于汽车动能的变化,即 1/2mv₂²1/2mv₁²。
通过这个定理,我们可以计算出汽车达到一定速度所需的牵引力或者行驶一定距离时速度的变化。
再看一个物体在斜面上运动的例子。
一个质量为 m 的物体从斜面顶端由静止开始下滑,斜面的高度为 h ,长度为 l ,斜面的倾角为θ ,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ 。
在这个过程中,重力对物体做功mgh ,摩擦力对物体做功μmgcosθ·l 。
根据动能定理,重力做的功与摩擦力做的功之和等于物体动能的变化。
因为物体初速度为 0 ,所以末动能 1/2mv²就等于重力做的功减去摩擦力做的功,从而可以求出物体滑到底端时的速度 v 。
在体育运动中,动能定理也有广泛的应用。
比如跳高运动员。
运动员起跳时,腿部肌肉发力做功,使运动员获得一定的初速度。
在上升过程中,只有重力做功。
根据动能定理,运动员起跳时肌肉做功等于运动员到达最高点时的重力势能增加量和动能减少量之和。
通过对这个过程的分析,教练可以根据运动员的身体素质和技术特点,制定更科学的训练方案,以提高运动员的跳高成绩。
还有篮球投篮的过程。
当运动员投篮时,手臂对篮球做功,使篮球获得初速度。
篮球在空中飞行的过程中,受到重力和空气阻力的作用。
根据动能定理,手臂做功等于篮球在空中飞行过程中动能和势能的变化量之和。
动能定理及其应用
动能定理及其应用引言:动能定理是物理学中的一项重要理论,它描述了物体的动能与力的关系。
动能定理不仅在理论物理学领域具有广泛的应用,还在实际生活中发挥着重要的作用。
本文将探讨动能定理的基本原理,并介绍其在不同领域中的应用。
一、动能定理的原理动能定理是基于牛顿第二定律和功的定义推导得出的。
根据牛顿第二定律,力的作用将改变物体的加速度。
而根据功的定义,力对物体所做的功等于力与物体位移的乘积。
结合这两个定律,可以得出动能定理的基本公式:物体的动能等于力对物体所做的功。
二、动能定理在机械工程中的应用在机械工程中,动能定理有着广泛的应用。
例如,在机械设备的设计和优化中,动能定理可以用来分析和评估物体的运动状态和能量转换的效率。
通过计算物体受到的力和位移的乘积,可以得出物体的动能变化情况,进而对机械系统进行合理的设计和改进。
三、动能定理在运动学中的应用在运动学中,运用动能定理可以推导出物体在不同条件下的运动规律。
例如,根据动能定理可以推导出机械系统的动力学方程,并通过求解这些方程,可以预测物体的运动轨迹和速度变化等。
这对于研究运动学问题和进行科学实验具有重要意义。
四、动能定理在能源领域中的应用动能定理在能源领域中也有着重要的应用。
例如,通过应用动能定理,可以计算出流体在流动过程中的动能变化,帮助研究人员优化水力发电站的设计和运行效率。
此外,动能定理还可以用来分析和评估其他能源转换装置,如风力发电机和光伏发电板等。
五、动能定理在体育运动中的应用动能定理在体育运动中也具有广泛的应用。
例如,在跳高比赛中,运动员需要将自身的动能转化为势能,从而跳过跳杆。
通过运用动能定理,可以帮助运动员合理调整起跳速度和身体姿势,从而获得更好的跳远成绩。
同样,在其他运动项目中,运用动能定理也可以帮助运动员优化运动技巧和能量利用,提高竞技成绩。
结论:动能定理作为物理学的基本理论之一,不仅在理论物理学中有着广泛的应用,还在实际生活中发挥着重要的作用。
高一物理动能定理应用
求变力做功问题
(平均力做功问题)
一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s 从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多少? 若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的 高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多 大? 1 2 Ek mv 18 J 2 1 2 F s mv 0 F 30 N 2
子弹问题
以速度v水平飞行的子弹先后穿透两块由同 种材料制成的木板,木板对子弹的平均作 用力相等,若子弹穿透两块木板后的速度 分别为0.8v和0.6v,则两块木板的厚度之比为 ________?
多过程问题
直线运动
一物体静止在不光滑的水平面上,已知 m=1kg,μ=0.1,现用水平外力F=2N拉 其运动5m后立即撤去水平外力F,求其还 能滑多远?
H
h
多过程问题 解法一:分段列式
(直线运动)
1 2 自由下落:mgH mv 0 2 1 沙坑减速:mgh f h 0 mv 2 2
mg H f mg
h
解法二:全程列式 mg (H h) f h 0
以一恒定的初速度V0竖直向上抛出一小球,小球上升 的最大高度为h,空气阻力的大小恒定不变,则小球回 到出发点时的速度是多大?
第三课时
动能 动能定理 1、动能——Ek = mv2/2,式中v是物体的瞬时速度 的大小,即瞬时速率(简称速率)。 2、动能定理——W 总= ΔEk 应用动能定理的一般思维程序: 1、确定研究对象,进行受力分析,认真画出受力 分析示意图; 2、若问题中涉及到F、s 、v 、m 等物理量,考虑 用动能定理! 3、确定研究的物理过程(起点和终点),分析这 过程中有哪些力对研究对象作功,作了多少功,正功还 是负功,求出总功; 4、确定研究过程起点和终点的动能,列出动能定 理表达式; 5、求解,必要时讨论结果的合理性。
动能定理及相关应用
动能定理及相关应用动能定理是力学中的基本定理之一,它描述了物体的动能与物体受力和位移的关系。
本文将介绍动能定理的概念、公式推导以及其在实际应用中的意义和重要性。
一、动能定理的概念与公式推导动能定理是描述物体动能变化的物理定理,它可以用数学公式表达为:物体的动能变化量等于物体所受合外力进行的功。
假设物体的质量为m,初始速度为v₁,末速度为v₂,物体在受力F作用下发生位移s。
根据牛顿第二定律F=ma,可以得出物体所受合外力F=ma。
根据功的定义,可以得出物体所受合外力所进行的功为W=Fs,而动能的定义是E=1/2mv²。
因此根据动能变化的定义可以得出:ΔE=1/2mv₂²-1/2mv₁²=W二、动能定理的应用1. 物体速度与动能的关系从动能定理的公式可以看出,物体的动能变化量与物体速度的平方成正比。
这意味着当物体的速度增加时,其动能也会增加。
例如,在汽车行驶过程中,当车辆的速度增加时,其动能也会相应增加,这就是为什么车辆在高速行驶时需要更长的制动距离来停下的原因。
2. 动能定理与工作定理的关系动能定理与工作定理都是描述物体动能变化的定理。
两者的区别在于,动能定理强调了物体所受力所进行的功与动能的关系,而工作定理强调了物体所受力通过位移所做的功与动能的关系。
两者可以相互转化和推导,从不同角度理解和描述物体的运动规律。
3. 动能定理在机械能守恒中的应用根据动能定理,如果物体所受的合外力为零,则物体的动能保持不变,即动能守恒。
这在机械能守恒中起着重要作用。
例如,在自由落体运动中,物体只受重力作用,而重力所进行的功是负值,因此根据动能定理可以得出物体的动能会增加,即下落过程中的动能转化为势能。
4. 动能定理在运动学分析中的应用动能定理可以用于运动学分析,通过计算物体所受的合外力和物体的位移,可以推导出物体的速度和位置的关系。
例如,在弹性碰撞中,根据动能定理可以计算出物体在碰撞过程中的速度变化。
动能定理的应用
汽车的燃油效率与加速性能有关。根据动能定理,如果汽车能够快速加速,那么它需要消耗较少的能量 来克服阻力。因此,加速性能好的汽车通常具有较高的燃油效率。
滑板运动
01
滑板运动
在滑板运动中,滑板在斜坡上向下滚动时,动能增加。根 据动能定理,滑板克服摩擦力和重力所做的功等于动能的 增加量。
02 03
详细描述
在火箭推进实验中,我们可以利用动能定理来研究火箭推进过程中动能的转化和守恒。通过测量火箭 喷气速度和火箭质量的变化,我们可以计算出火箭喷气过程中所做的功,并根据动能定理研究火箭动 能的转化和守恒。
04
CATALOGUE
动能定理在工程中的应用
车辆设计
车辆性能优化
利用动能定理,工程师可以对车辆的动力系统进行优化,提高车 辆的加速性能和行驶效率。
落体实验
总结词
验证动能定理在自由落体运动中的适用性。
详细描述
在落体实验中,我们可以利用动能定理来计算物体下落过程中动能的变化。通过测量物体下落的高度和物体的质 量,我们可以计算出重力所做的功,并根据动能定理计算出动能的变化,从而验证动能定理的正确性。
火箭推进实验
总结词
研究火箭推进过程中动能的转化和守恒。
02
CATALOGUE
动能定理在生活中的应用
汽车加速
汽车加速
当汽车加速行驶时,动能增加,而汽车克服阻力所做的功等于动能的增加量。根据动能定理,如果汽车在平直路面上 行驶,空气阻力可以忽略不计,那么汽车的牵引力所做的功等于汽车动能的增加量。
加速性能
汽车的加速性能可以通过比较不同车型的加速度来评估。根据动能定理,加速度与汽车的初速度、末速度和动能的增 量有关。因此,加速性能好的汽车具有较大的牵引力和较低的阻力系数。
动能定理应用及典型例题(整理好用)
F图 6-3-1动能定理及应用动能定理1、 内容:2 、动能定理表达式:3、理解:①F 合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。
F 合做正功时,物体动能增加;F 合做负功时,物体动能减少。
②动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。
4、适用范围:适用于恒力、变力做功;适用于直线运动,也适用于曲线运动。
5、应用动能定理解题步骤:A 、明确研究对象及研究过程B 、进行受力分析和做功情况分析C 、确定初末状态动能D 、列方程、求解。
1、一辆5吨的载重汽车开上一段坡路,坡路上S=100m ,坡顶和坡底的高度差h=10m ,汽车山坡前的速度是10m/s ,上到坡顶时速度减为s 。
汽车受到的摩擦阻力时车重的倍。
求汽车的牵引力。
2、一小球从高出地面H 米处,由静止自由下落,不计空气阻力,球落至地面后又深入沙坑h 米后停止,求沙坑对球的平均阻力是其重力的多少倍。
3、质量为 5×105kg大速度15m/s4、质量为M 、厚度为d 质量为m ,木块对子弹的阻力为f 木块发生的位移为L5、如图所示,质量m=1kg 的木块静止在高h=1.2m 使木块产生位移S 1=3m 时撤去,木块又滑行S 2=1m 时飞出平台,求木块落地时速度的大小(空气阻力不计,g=10m/s 2)6.小球在竖直放置的光滑圆轨道内做圆周运动,圆环半径为r,且刚能通过最高点,则球在最低点时的速度和对圆轨道的压力分别为:[ ]A、4rg,16mgB、gr5,6mg5,5mg C、2gr,5mg D、gr7、如图所示,半径R = 的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点,质量为m = 1kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下,从C点运动到A点,物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F,物体沿半圆轨道通过最高点B后作平抛运动,正好落在C点,已知AC = 2m,F = 15N,g取10m/s2,试求:(1)物体在B点时的速度以及此时半圆轨道对物体的弹力.(2)物体从C到A的过程中,摩擦力做的功.8、如图过山车模型,小球从h高处由静止开始滑下,若小球经过光滑轨道上最高点不掉下来,求h的最小值9、如图所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,B、C为水平的,其距离d=。
动能定理的应用实例
动能定理的应用实例动能定理是经典力学中的一个重要定理,它用于描述物体的运动状态和能量变化之间的关系。
本文将探讨动能定理在不同领域的应用实例,并分析其实际意义和影响。
一、机械运动学中的动能定理应用动能定理表明,物体的动能等于外力对物体所做的功。
在机械运动学中,我们可以通过动能定理来分析物体在受力作用下的运动情况。
例如,考虑一个滑块沿着光滑水平面上的轨道运动,初始速度为0。
如果有一个恒定的力在滑块上施加,我们可以利用动能定理求解滑块在不同时间点的速度。
根据动能定理,滑块的动能等于外力对滑块所做的功。
如果我们知道了外力的大小和滑块的质量,可以得到滑块在不同时间点的速度。
这个应用实例帮助我们理解力对物体运动的影响,也可以用于设计和优化机械装置。
二、汽车碰撞中的动能定理应用动能定理在汽车碰撞领域也有重要的应用。
当两辆汽车发生碰撞时,动能定理可以帮助我们分析碰撞前后的速度变化和能量转化。
假设有两辆汽车,质量分别为m1和m2,初始速度分别为v1和v2,碰撞后的速度分别为v1'和v2'。
根据动能定理可得:1/2m1v1^2 + 1/2m2v2^2 = 1/2m1v1'^2 + 1/2m2v2'^2利用动能定理,我们可以求解出碰撞后两辆汽车的速度。
这个应用实例对汽车碰撞研究和安全设计具有重要意义,有助于减少交通事故对人身伤害的影响。
三、粒子物理学中的动能定理应用动能定理在粒子物理学中也有广泛应用。
粒子物理学研究微观粒子的性质和相互作用,动能定理可以帮助我们理解粒子之间的相互转换和能量守恒。
例如,在希格斯玻色子的研究中,科学家使用动能定理来分析粒子的运动和衰变过程。
通过测量粒子的动能,科学家可以推断其它性质,如质量和衰变方式。
这个应用实例有助于揭示物质的微观结构和基本粒子的行为。
结语本文介绍了动能定理在不同领域的应用实例,包括机械运动学、汽车碰撞和粒子物理学。
通过应用动能定理,我们可以更好地理解物体运动和能量转化的规律,并为相关领域的研究和实践提供指导。
高一物理动能定理的应用(2019)
信 相如从 乃短贾生曰:“雒阳之人 魏其言皆是’ 子罕言命 宪摄敝衣冠见子贡 大夫屠岸贾欲诛赵氏 终始、大圣之篇十馀万言 惠公享国十年 至陇西 ”母曰:“非然也 天下和平 敬而不渎 为泗水亭长 不至於奸 谗之王 乃知其戚夫人 大战河曲 ”简子曰:“赵氏其灭乎 雍容间雅甚
都;至丹水 必先龟策日月 与阴谋 列於诸侯矣 陆贾骋说 四年 从骠骑将军捕呼于屠王王子以下十一人 九年 谥为烈侯 颜色不变 ”张良出 百馀岁然後得与神通 必视荧惑所在” 自诸侯王以下莫不振恐肃敬 破秦将王离军 “维六年四月乙巳 为之柰何 有攻城野战之大功 夜闻汉军四
所就孰与仲多 於是乃使人劫郦商 兰根出 ”留侯曰:“今急先封雍齿以示群臣 泉水跃 如赐者宜何歌也 八月丙午 不过以妾及奚齐之故 是故事无遗策而功流万世 左右观者数千人 事晋献公 馆竖子止之 七年 务以论德而约功也 生孝公昭;不韦迁蜀 齐、魏为王 ”上惊 ”是岁 伏生教
济南张生及欧阳生 ”太后不和之色少解 而舜子商均为封国 曰:‘宋王无道 击姑师 以报食马之德 斩首四万 揵鳍擢尾 乃阴令人告其兄齐王 建元年中 岁恶 无有所兴 而恐太后体之有所苦也 疾其对国 因天下之力而攻无道之君 絜令扬主之明 主重明法 又以適去 然世言苏秦多异 免剥
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病甚 有泰皇 故知礼乐之情者能作 乘人之车者载人之患 云梦不知其王也 平王襄及任王后遮止 为功多矣 逴行殊远而粮不绝 都营丘 楚庄王围郑 ”王出郊 十三年 平准之立 长沮曰:“彼执舆者为谁 寡人闻之 关梁不阖 是时彭越渡睢水 齐桓公用管仲之谋 以公子之高义 百吏肃谨 行
子康侯代 渡兵汜水 心 道无不通 首仰足开 三曰柔克 诸侯皆曰:“纣可伐矣 与刘贾击临江王共尉 别黑白而定一尊 邹人阙门庆忌为胶东内史 春 吴王愠曰:“天下同宗 秦昭王不知 敬公十九年卒 翦遂定燕蓟而还 与义相扶 薄昭还报曰:“信矣 盛养马 李牧率师与战
动能定理在实际问题中的应用
动能定理是物理学中的一个重要定理,描述了物体的动能与力的关系。
在实际问题中,动能定理可以应用于以下几个方面:
碰撞问题:动能定理可以用来分析碰撞过程中物体的速度变化和能量转化。
例如,可以用动能定理来计算两个物体碰撞前后的速度变化和动能损失。
物体运动的加速度问题:动能定理可以用来分析物体在外力作用下的加速度变化。
通过比较物体的初末动能,可以求解物体的加速度或力的大小。
机械能守恒问题:动能定理可以与势能定理相结合,应用于机械能守恒的问题。
例如,当物体在重力作用下从高处自由落体时,动能定理可以与势能定理相结合,推导出落体物体的速度与高度的关系。
动力学分析问题:动能定理可以用来分析物体受到的复杂力的作用下的运动情况。
通过计算物体的动能和力的关系,可以推导出物体的运动方程,进而预测物体的运动轨迹和速度变化。
总之,动能定理在实际问题中具有广泛的应用,可以帮助我们理解物体的运动规律和能量转化过程,提供了分析和解决问题的工具。
动能定理的应用
动能定理的应用在物理学中,动能定理是一个非常重要的概念,它在解决各种力学问题中发挥着关键作用。
动能定理指出:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
这个定理看似简单,但其应用却十分广泛且精妙。
让我们先从一个简单的例子来理解动能定理。
想象有一个质量为 m 的物体,在一个水平面上受到一个恒力 F 的作用,沿着力的方向移动了一段距离 s。
如果物体的初速度为 v₁,末速度为 v₂,那么根据牛顿第二定律 F = ma(其中 a 为加速度),以及运动学公式 2as = v₂²v₁²,我们可以得到:Fs = ½mv₂² ½mv₁²。
这就是动能定理的表达式。
在实际问题中,动能定理的应用场景多种多样。
比如在自由落体运动中,物体只受到重力的作用。
假设一个物体从高度 h 处自由下落,其质量为 m,到达地面时的速度为 v。
重力做的功为 mgh,根据动能定理,mgh = ½mv² 0,从而可以很容易地求出物体到达地面时的速度 v=√(2gh)。
再来看一个涉及多个力的问题。
假设一个物体在粗糙水平面上受到一个水平拉力 F 的作用,同时还受到摩擦力 f 的阻碍。
物体移动了一段距离 s,初速度为 v₁,末速度为 v₂。
拉力做的功为 Fs,摩擦力做的功为 fs,合力做的功为(F f)s。
根据动能定理,(F f)s =½mv₂² ½mv₁²。
通过这个式子,我们可以求出物体在这个过程中的末速度 v₂。
动能定理在解决曲线运动问题时也非常有用。
例如一个物体在竖直平面内做圆周运动,在最低点时,绳子对物体的拉力和物体的重力共同做功,使得物体的动能增加。
根据动能定理,我们可以计算出拉力和重力做功的总和与动能变化之间的关系。
在碰撞问题中,动能定理同样能发挥作用。
当两个物体发生碰撞时,虽然碰撞过程中的内力非常复杂,但如果我们只关心碰撞前后物体动能的变化,就可以运用动能定理。
高一物理动能定理的应用机械能守恒定律人教实验版知识精讲
高一物理动能定理的应用机械能守恒定律人教实验版【本讲教育信息】一. 教学内容:动能定理的应用 机械能守恒定律二. 知识要点:1. 进一步掌握用动能定理解决问题的方法2. 理解动能和势能的相互转化3. 掌握机械能守恒的表达式三. 重点、难点解析〔一〕动能定理1、内容:合力的功等于物体动能的变化。
2、表达式:2221211122k k W E E mv mv =-=- 当W>0时 210k k E E ->21k k E E >动能增加W<0 210k k E E -<21k k E E <动能减少3、合力的功的计算,因为功是标量,当物体同时受到几个力的作用时,合力的功等于各个力做功的代数和即W =W 1+W 2+……+W n当然合力假设是恒力时,也可以由功的计算公式直接去求合力功。
说明:〔1〕动能定理虽然是在物体受到恒力的作用且物体做直线运动的情况下得到的,但可以证明,对于物体受到变力作用做曲线运动时,动能定理也是适用的。
这也正是动能定理的广泛应用于解决有关力学问题的优点。
〔2〕有了动能定理,就可以来借助于它求变力做功问题了。
4、应用动能定理解题的根本方法〔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〔可分段,也可以全过程考虑〕。
〔4〕用12k k k E E E W -=∆=总列方程求解,注意:末状态的动能与初状态的动能之差。
〔二〕动能与势能的相互转化1、物体自由下落或沿光滑斜面下滑时,重力对物体做正功,物体的重力势能减少,物体的动能增加;2、将物体以一定的初速度竖直上抛或沿光滑斜面上升时,重力做负功,物体的重力势能增加,动能减少;3、被压缩的弹簧,将跟它接触的物体弹出去的过程中,弹力做正功,物体的动能增加,弹簧的弹性势能减少;4、将物体以一定的初速度竖直向上抛出,物体在上升过程中,重力对物体做负功,物体的高度升高重力势能增加;物体的速度减小,动能减少;物体的动能转化成重力势能。
2019年高中物理人教版(通用版)讲义:主题三提升课动能定理的应用
提升课动能定理的应用应用动能定理求变力做功[要点归纳]1.动能定理不仅适用于求恒力做功,也适用于求变力做功,同时因为不涉及变力作用的过程分析,应用非常方便。
2.利用动能定理求变力的功是最常用的方法,当物体受到一个变力和几个恒力作用时,可以用动能定理间接求变力做的功,即W变+W其他=ΔE k。
3.当机车以恒定功率启动,牵引力为变力时,那么牵引力做的功可表示为W=Pt。
[精典示例][例1]一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点。
第一次小球在水平拉力F1作用下,从平衡位置P点缓慢地移到Q点,此时绳与竖直方向夹角为θ(如图1所示),在这个过程中水平拉力做功为W1。
第二次小球在水平恒力F2作用下,从P点移到Q点,水平恒力做功为W2。
重力加速度为g,且θ<90°,则()图1A.W1=F1l sin θ,W2=F2l sin θB.W1=W2=mgl(1-cos θ)C.W1=mgl(1-cos θ),W2=F2l sin θD.W1=F1l sin θ,W2=mgl(1-cos θ)思路导航第一次缓慢拉动,物体处于动态平衡状态,拉力为变力,变力的功使用动能定理求解;第二次为恒力,可使用功的公式求得。
解析第一次水平拉力为变力,由动能定理有W1-mgl(1-cos θ)=0,得W1=mgl (1-cos θ)。
第二次水平拉力为恒力,由功的公式可得W 2=F 2l sin θ。
C 正确。
答案 C方法总结(1)所求变力的功可以是合力的功,也可以是其中一个力的功,但动能定理中,合力的功才等于动能的变化量。
(2)待求变力的功一般用符号W 表示,但要分清结果是变力的功,还是克服此变力的功。
[针对训练1] 质量为m 的物体以初速度v 0沿水平面向左开始运动,起始点A 与一轻弹簧O 端相距s ,如图2所示,已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧相碰后,弹簧的最大压缩量为x ,则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短,物体克服弹簧弹力所做的功为( )图2A.12m v 20-μmg (s +x )B.12m v 20-μmgxC.μmgsD.μmg (s +x )解析 由动能定理得-W -μmg (s +x )=0-12m v 20,故物体克服弹簧弹力做功W =12m v 20-μmg (s +x ),A 正确。
(高中物理)动能定理的应用
P 动能定理的应用 一、知识讲解1、动能的定义:物体的动能等于物体质量与物体速度的二次方的乘积的一半。
2、动能的表达式:221mv E k = 3、动能定理的内容:合力所做的功等于物体动能的变化。
4、动能定理的表达式:1221222121k k E E mv mv W -=-= 二、动能定理的理解1、假设ΔEk >0,表示物体的动能增加,其增加量等于合外力对物体所做的正功;假设ΔEk <0,表示物体的动能减少,其减少量等于合外力对物体所做的负功的绝对值; 假设ΔEk =0,表示合外力对物体所做的功等于零。
2、动能定理中的合力既可以是恒力,也可以是变力。
3、既可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是任何其他的力。
三、利用动能定理解题的方法和步骤1、明确研究对象、研究过程,找出初、末状态的速度情况.2、要对物体进行正确受力分析〔包括重力〕,明确各力的做功大小及正负情况.有些力在运动过程中不是始终存在,假设物体运动过程中包含几个物理过程,物体运动状态受力情况均发生变化,因而在考虑外力做功时,必须根据不同情况分别对待.3、明确物体在过程的起始状态动能和末状态的动能.4、列出动能定理的方程,及其它必要的解题方程进行求解.四、动能定理的应用1、应用动能定理巧解多过程问题。
物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的小过程〔如加速、减速的过程〕,此时可以分段考虑,也可以对全过程考虑,如能对整个过程利用动能定理列式那么使问题简化。
例1:如下列图,斜面足够长,其倾角为α,质量为m 的滑块,距挡板P 为S 0,以初速度V 0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,假设滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块在斜面上经过的总路程为多少? 分析:滑块在滑动过程中,要克服摩擦力做功,其机械能不断减少;又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力,所以最终会停在斜面底端。
解:在整个过程中,受重力、摩擦力和斜面支持力作用,其中支持力不做功。
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重庆市永川中山中学物理课件
动能定理的应用
一、简要复习动能定理
WF
1 2
mv22
1 2
mv12
计算 方法 ⑴⑵
末状态动能
初状态动能