知识讲解动能和动能定理提高
知识讲解 动能、动能定理(教师参考)
物理总复习:动能、动能定理【考纲要求】1、理解动能定理,明确外力对物体所做的总功与物体动能变化的关系;2、会用动能定理分析相关物理过程;3、熟悉动能定理的运用技巧;4、知道力学中各种能量变化和功的关系,会用动能定理分析问题。
【考点梳理】考点一、动能 动能是物体由于运动所具有的能,其计算公式为212k E mv =。
动能是标量,其单位与 功的单位相同。
国际单位是焦耳(J )。
考点二、动能定理1、动能定理合外力对物体所做的功等于物体动能的变化,这个结论叫做动能定理。
2、动能定理的表达式21k k W E E =-。
式中W 为合外力对物体所做的功,2k E 为物体末状态的动能,1k E 为物体初状态的动能。
动能定理的计算式为标量式,v 为相对同一参考系的速度,中学物理中一般取地球为参考系。
要点诠释:1、若物体运动过程中包含几个不同的过程,应用动能定理时,可以分段考虑,也可以视全过程为整体来处理。
2、应用动能定理解题的基本步骤(1)选取研究对象,明确它的运动过程。
(2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况:受哪些力?每个力是否做功?做正功还是做负功?做多少功?然后求各个外力做功的代数和。
(3)明确物体在始、末状态的动能1k E 和2k E 。
(4)列出动能定理的方程21k k W E E =-及其他必要的辅助方程,进行求解。
动能定理中的W 总是物体所受各力对物体做的总功,它等于各力做功的代数和,即123=W W W W +++⋅⋅⋅总若物体所受的各力为恒力时,可先求出F 合,再求cos W F l α=总合3、一个物体动能的变化k E ∆与合外力做的功W 总具有等量代换的关系。
因为动能定理实质上反映了物体动能的变化,是通过外力做功来实现的,并可以用合外力的功来量度。
高三提高班0k E ∆>,表示物体动能增加,其增加量就等于合外力做的功;0k E ∆<,表示物体动能减少,其减少量就等于合外力做负功的绝对值;0k E ∆=,表示物体动能不变,合外力对物体不做功。
高考物理科普动能与动能定理
高考物理科普动能与动能定理动能与动能定理动能是物理学中的一个重要概念,用来描述物体的运动状态。
在高考物理中,学生需要对动能与动能定理有一定的了解。
本文将介绍什么是动能以及动能定理的含义和应用。
一、动能的定义动能(kinetic energy)是一个物体由于运动而具有的能量。
简单来说,物体的动能与物体的质量和速度有关。
动能的单位是焦耳(J)。
动能的计算公式如下:动能 = 1/2 ×质量 ×速度²其中,质量的单位是千克(kg),速度的单位是米/秒(m/s)。
例如,质量为2千克的物体以10米/秒的速度运动,其动能为:动能 = 1/2 × 2 kg × (10 m/s)² = 100 J这表示该物体由于运动而具有100焦耳的能量。
二、动能定理动能定理(kinetic energy theorem)是描述物体动能变化的定理。
它的表述如下:物体的动能的变化量等于作用在物体上的净外力所做的功。
净外力指的是物体受到的所有外力的矢量和,而功即为力对物体的作用在物体上产生的能量转移。
根据动能定理,如果一个物体受到净外力作用,其动能就会发生改变。
当净外力与物体运动方向一致时,物体的动能增加;当净外力与物体运动方向相反时,物体的动能减少。
三、动能定理的应用动能定理在物理学中具有很多应用。
以下是一些常见的应用场景:1. 能量转换:动能定理可以用来描述机械能的转换。
例如,当一个物体在上升过程中受到重力作用时,其动能会逐渐减小,而重力势能会逐渐增加;当物体下落时,动能增加,而重力势能减小。
2. 简谐振动:对于简谐振动,动能和势能之间会发生周期性的转换。
例如,弹簧振子的动能在振动过程中会由最大值转变为最小值,而势能则相反。
3. 碰撞过程:在碰撞过程中,动能定理可以用来分析物体的速度和动量变化。
例如,当两个物体碰撞时,动能定理可以帮助计算碰撞后物体的速度。
四、总结动能与动能定理是高考物理中的重要知识点。
动能和动能定理(教案)
动能和动能定理(教案)第一章:引言1.1 课程背景本节课将介绍物理学中的一个重要概念——动能,并引入动能定理。
动能是物体运动时所具有的能量,它与物体的质量和速度有关。
动能定理则揭示了物体在受力作用下动能的变化规律。
1.2 学习目标通过本节课的学习,学生能理解动能的概念,掌握动能的计算方法,并能运用动能定理分析实际问题。
1.3 教学方法采用讲授法,结合示例和练习,引导学生掌握动能和动能定理的相关知识。
第二章:动能的概念2.1 动能的定义动能是指物体由于运动而具有的能量。
它的计算公式为:动能= 1/2 m v^2,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
2.2 动能的性质动能是一种标量,没有方向,只与物体的质量和速度有关。
动能随着物体速度的增加而增加,速度减小而减小。
2.3 动能与势能的转化物体在运动过程中,动能可以与势能相互转化。
例如,在抛体运动中,物体上升时势能增加,下降时势能减少,动能增加。
第三章:动能定理3.1 动能定理的表述动能定理指出,物体所受外力的功等于物体动能的变化。
即:外力所做的功= 物体动能的增加量。
3.2 动能定理的应用动能定理可以用来分析物体在受力作用下的运动状态。
通过计算外力所做的功和物体动能的变化,可以判断物体的速度、质量和加速度等参数。
第四章:动能定理的实际应用4.1 抛体运动以抛体运动为例,运用动能定理分析物体在抛出和落回时的动能变化,以及重力所做的功。
4.2 碰撞问题运用动能定理分析碰撞过程中动能的转移和转化,以及碰撞前后物体的速度和质量变化。
4.3 摩擦力对动能的影响分析摩擦力对物体动能的影响,如摩擦力做功导致物体动能的减少。
第五章:总结与拓展5.1 动能和动能定理的概念和应用本节课介绍了动能和动能定理的概念,以及它们在实际问题中的应用。
5.2 动能和动能定理的拓展研究引导学生思考动能和动能定理在其他领域中的应用,如航空航天、汽车运动等。
5.3 课后作业布置相关练习题,巩固学生对动能和动能定理的理解和应用。
动能和动能定理(教案)
动能和动能定理(教案)章节一:引言教学目标:1. 让学生了解动能的概念。
2. 让学生理解动能定理的含义。
教学内容:1. 动能的定义。
2. 动能定理的表述。
教学步骤:1. 引入话题:讨论物体运动时具有的能量。
2. 讲解动能的概念:物体由于运动而具有的能量。
3. 解释动能定理:物体的动能变化等于所受外力做的功。
教学评估:1. 提问:动能的定义是什么?2. 提问:动能定理的含义是什么?章节二:动能的计算教学目标:1. 让学生掌握动能的计算方法。
2. 让学生了解影响动能的因素。
教学内容:1. 动能的计算公式。
2. 影响动能的因素。
教学步骤:1. 讲解动能的计算公式:动能= 1/2 m v^2,其中m 为物体的质量,v 为物体的速度。
2. 讨论影响动能的因素:质量、速度。
教学评估:1. 提问:动能的计算公式是什么?2. 提问:影响动能的因素有哪些?章节三:动能定理的应用教学目标:1. 让学生掌握动能定理在实际问题中的应用。
2. 让学生学会利用动能定理解决问题。
教学内容:1. 动能定理在实际问题中的应用。
2. 利用动能定理解决问题的步骤。
教学步骤:1. 讲解动能定理在实际问题中的应用:物体在不同高度的动能计算、物体碰撞等问题。
2. 介绍利用动能定理解决问题的步骤:确定已知量和未知量、列式求解。
教学评估:1. 提问:动能定理在实际问题中的应用有哪些?2. 提问:利用动能定理解决问题的步骤是什么?章节四:动能定理的综合应用教学目标:1. 让学生能够综合运用动能定理解决复杂问题。
2. 让学生理解动能定理在物理学中的重要性。
教学内容:1. 动能定理在复杂问题中的应用。
2. 动能定理在物理学中的重要性。
教学步骤:1. 讲解动能定理在复杂问题中的应用:物体在斜面上的运动、物体在空气阻力的影响下的运动等。
2. 强调动能定理在物理学中的重要性:能量守恒、力学问题解决等。
教学评估:1. 提问:动能定理在复杂问题中的应用有哪些?2. 提问:动能定理在物理学中的重要性是什么?章节五:总结与复习教学目标:1. 让学生复习动能和动能定理的知识点。
高考物理中的动能和动能定理知识点
高考物理中的动能和动能定理知识点高考物理中的动能和动能定理知识点一、动能如果一个物体能对外做功,我们说这个物体有能量。
物体因运动而产生的能量。
Ek=mv2,它的大小与参照系的选择有关。
动能是描述物体运动状态的物理量。
这是一个相对量。
二、动能定理做功可以改变物体的能量。
所有外力对物体所做的总功等于物体动能的增量。
w1w 2 w3=MVT 2-MV021.它反映了物体动能的变化与引起变化的力所做的功之间的因果关系。
可以理解为,外力对物体所做的功等于物体动能的增加,物体克服外力所做的功等于物体动能的减少。
所以,正功是加号,负功是减号。
2.增量是最终动能减去初始动能。
EK0表示动能增加,EK0表示动能减少。
3.动能定理适用于单个物体,不能盲目应用于物体系统,尤其是相对运动的物体系统。
这时,内力的做功也能引起物体动能向其他形式能量(如内能)的转化。
在动能定理中,总功是指外力对物体做功的代数和。
这里所说的外力包括重力、弹性、摩擦力和电场力。
4.当每个力的位移相同时,就可以计算出外力所做的功。
当每个力的位移不同时,可以单独计算这个力做功,然后计算代数和。
5.力的独立作用原理给出了牛顿第二定律、动量定理和动量守恒定律的分量表达式。
但是动能定理是标量的。
功和动能都是标量,不能用矢量定律分解。
因此,动能定理没有分量表达式。
在处理一些问题时,动能定理可以在某个方向上应用。
6.得到了物体在恒力作用下沿直线运动时动能定理的表达式。
然而,它也适用于对象在曲线中移动的情况。
也就是说,动能定理适用于恒力和变力。
直线运动和曲线运动也适用。
7.动能定理中的位移和速度必须相对于同一参考物体。
1。
《动能和动能定理》 讲义
《动能和动能定理》讲义一、引入在我们的日常生活和物理学的研究中,经常会遇到物体运动的情况。
当物体运动时,它就具有了一种能够做功的能力,这种能力被称为动能。
那么,什么是动能?动能的大小与哪些因素有关?动能定理又是什么呢?接下来,让我们一起深入探讨这些问题。
二、动能的定义动能,简单来说,就是物体由于运动而具有的能量。
一个物体的动能与其质量和速度的平方成正比。
如果用字母Ek 表示动能,m 表示物体的质量,v 表示物体的速度,那么动能的表达式可以写成:Ek = 1/2 mv²。
从这个表达式可以看出,物体的质量越大,速度越快,它所具有的动能就越大。
例如,一辆高速行驶的汽车比一辆缓慢行驶的自行车具有更大的动能;一个质量较大的铅球比一个质量较小的乒乓球在相同速度下具有更大的动能。
三、动能定理动能定理是物理学中一个非常重要的定理,它描述了力对物体做功与物体动能变化之间的关系。
当一个力作用在物体上,并且使物体在力的方向上发生了位移,这个力就对物体做了功。
力所做的功等于力与在力的方向上移动的距离的乘积。
假设一个物体受到一个恒力 F 的作用,在力的方向上移动的距离为s,那么力 F 所做的功 W = Fs 。
根据牛顿第二定律 F = ma (其中 a 是物体的加速度),以及运动学公式 v² v₀²= 2as (其中 v 是末速度,v₀是初速度),我们可以推导出动能定理的表达式。
对 v² v₀²= 2as 进行变形,得到:s =(v² v₀²) / 2a 。
将 s =(v² v₀²) / 2a 代入 W = Fs 中,得到:W = F ×(v² v₀²) / 2a 。
又因为 F = ma ,所以 W = ma ×(v² v₀²) / 2a ,化简后得到:W = 1/2 mv² 1/2 mv₀²。
知识讲解 动能、动能定理(提高)
物理总复习:动能、动能定理编稿:xx 审稿:xx【考纲要求】1、理解动能定理,明确外力对物体所做的总功与物体动能变化的关系;2、会用动能定理分析相关物理过程;3、熟悉动能定理的运用技巧;4、知道力学中各种能量变化和功的关系,会用动能定理分析问题。
【知识网络】【考点梳理】考点一、动能 动能是物体由于运动所具有的能,其计算公式为212k E mv =。
动能是标量,其单位与 功的单位相同。
国际单位是焦耳(J )。
考点二、动能定理1、动能定理合外力对物体所做的功等于物体动能的变化,这个结论叫做动能定理。
2、动能定理的表达式21k k W E E =-。
式中W 为合外力对物体所做的功,2k E 为物体末状态的动能,1k E 为物体初状态的动能。
动能定理的计算式为标量式,v 为相对同一参考系的速度,中学物理中一般取地球为参考系。
要点诠释:1、若物体运动过程中包含几个不同的过程,应用动能定理时,可以分段考虑,也可以视全过程为整体来处理。
2、应用动能定理解题的基本步骤(1)选取研究对象,明确它的运动过程。
(2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况:受哪些力?每个力是否做功?做正功还是做负功?做多少功?然后求各个外力做功的代数和。
(3)明确物体在始、末状态的动能1k E 和2k E 。
(4)列出动能定理的方程21k k W E E =-及其他必要的辅助方程,进行求解。
动能定理中的W 总是物体所受各力对物体做的总功,它等于各力做功的代数和,即123=W W W W +++⋅⋅⋅总若物体所受的各力为恒力时,可先求出F 合,再求cos W F l α=总合3、一个物体动能的变化k E ∆与合外力做的功W 总具有等量代换的关系。
因为动能定理实质上反映了物体动能的变化,是通过外力做功来实现的,并可以用合外力的功来量度。
0k E ∆>,表示物体动能增加,其增加量就等于合外力做的功;0k E ∆<,表示物体动能减少,其减少量就等于合外力做负功的绝对值;0k E ∆=,表示物体动能不变,合外力对物体不做功。
动能与动能定理的解析
动能与动能定理的解析动能是描述物体运动状态的物理量,是物体运动所具有的能量形式。
在物理学中,动能可以通过物体质量和速度的平方来计算。
动能定理则是表明物体的动能变化量与外力所做的功等于物体所受的净作用力所做的功的关系。
一、动能的定义及计算公式动能是物体由于运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关。
动能的定义公式为:动能 = 1/2 ×质量 ×速度的平方,用数学表达式表示为:K = 1/2mv²。
其中,K代表动能,m代表物体的质量,v代表物体的速度。
二、动能与速度的关系动能与物体的速度呈正比关系。
当物体的速度增加时,其动能也会相应增加。
这意味着速度越大,物体运动所具有的能量就越多,动能也就越大。
相反,当物体的速度减小时,其动能会减小。
三、动能与质量的关系动能与物体的质量呈正比关系。
质量越大,动能也就越大;质量越小,动能也就越小。
这是因为相同速度下,质量较大的物体具有更大的惯性,需要更多的能量来维持其运动状态。
四、动能定理的解析动能定理是描述物体运动状态变化的一个重要定理。
它表明,物体的动能变化量等于外力所做的功。
动能定理的数学表达式为:∆K = W,其中∆K代表动能的变化量,W代表外力所做的功。
根据动能定理,当物体受到净作用力时,它的动能会发生变化。
当物体受到正向作用力(如推力、引力等)时,该作用力所做的功为正,导致物体的动能增加;当物体受到负向作用力(如阻力、制动力等)时,该作用力所做的功为负,导致物体的动能减小。
动能定理可用来解析物体在不同情况下的动能变化。
例如,在施加恒定力的作用下,物体的速度会随时间增加,由动能定理可推导出速度与时间的关系。
同样,当物体在阻力作用下停止运动时,也可以应用动能定理来计算作用力所做的功和动能的变化量。
动能定理也可以用于解析机械能守恒的情况。
当物体只受重力等保守力的作用时,机械能(势能和动能之和)保持不变。
根据动能定理,作用力所做的功等于动能的变化量为零,从而得出机械能守恒的结论。
动能和动能定理(教案)
动能和动能定理一、教学目标:1. 让学生了解动能的定义及其表达式。
2. 让学生理解动能定理的内容及其应用。
3. 培养学生运用动能定理解决实际问题的能力。
二、教学内容:1. 动能的定义及表达式2. 动能定理的内容3. 动能定理的应用三、教学重点与难点:1. 教学重点:动能的定义及其表达式,动能定理的内容及其应用。
2. 教学难点:动能定理在实际问题中的应用。
四、教学方法:1. 采用讲授法讲解动能的定义、表达式及动能定理的内容。
2. 采用案例分析法讲解动能定理在实际问题中的应用。
3. 引导学生通过小组讨论,探讨动能定理的广泛应用。
五、教学过程:1. 引入新课:通过讲解物体的运动状态,引出动能的概念。
2. 讲解动能的定义及表达式:动能是指物体由于运动而具有的能量,其表达式为K = 1/2mv²,其中m 为物体的质量,v 为物体的速度。
3. 讲解动能定理的内容:动能定理指出,物体所受的合外力做功等于物体动能的变化。
即W = ΔK,其中W 为合外力做的功,ΔK 为物体动能的变化量。
4. 讲解动能定理的应用:通过案例分析,讲解动能定理在实际问题中的应用,如物体在水平面上加速运动、物体在光滑斜面上下滑等。
5. 小组讨论:让学生分组讨论动能定理在生活中的其他应用,并分享讨论成果。
6. 课堂小结:总结本节课的主要内容,强调动能定理的重要性。
7. 布置作业:布置一些有关动能和动能定理的应用题,让学生课后巩固所学知识。
六、教学评价:1. 评价学生对动能的定义及其表达式的掌握程度。
2. 评价学生对动能定理的内容及其应用的理解。
3. 评价学生运用动能定理解决实际问题的能力。
七、教学反馈:1. 课堂提问:在讲解过程中,适时提问学生,了解他们对动能和动能定理的理解程度。
2. 作业批改:检查学生作业中涉及动能和动能定理问题的解答,了解他们的掌握情况。
3. 小组讨论:观察学生在小组讨论中的表现,了解他们对动能定理应用的理解。
高三物理动能变化知识点
高三物理动能变化知识点在高三物理学习中,动能变化是一个重要的知识点。
本文将重点介绍动能变化的概念、动能定理和一些实际应用。
一、动能变化概念动能指的是物体由于运动而具有的能量。
当物体的质量为m,速度为v时,动能E可以通过公式E=1/2mv²计算得出。
当物体速度变化时,其动能也会相应改变。
二、动能定理动能定理是指当物体受到力的作用时,它的动能发生变化,可以用下面的公式进行描述:ΔE = W,其中ΔE表示动能的变化量,W表示外力对物体所做的功。
三、动能变化的原理1. 动能增加:当物体受到正方向的力推动时,它的速度增加,从而动能也会增加。
例如,我们把一个小球从斜面上推下,它会沿着斜面滚动,速度会逐渐增加,动能也会增大。
2. 动能减小:当物体受到反方向的力作用时,它的速度减小,动能也会减小。
例如,我们将一个滑板停下来,它的速度逐渐减小,动能也减小。
3. 动能转化:在实际应用中,动能可以通过与其他形式的能量相互转化。
例如,运动的汽车在制动时,动能转化为热能,使车辆减速或停下来。
4. 动能守恒:在一些特殊情况下,动能守恒定律成立。
当物体受到合外力为零的作用时,动能守恒。
例如,两个弹性碰撞的物体之间的动能总量在碰撞之前和之后保持不变。
四、实际应用动能变化的知识在实际生活和科学实验中具有重要的应用。
以下是一些实际应用的例子:1. 制动系统:汽车的刹车系统利用车轮的动能转化为热能,以减速或停下汽车。
2. 弹射装置:在弹射器中,动能转化成弹射物的动能,使其获得速度和出发高度。
3. 滚筒制造:在工业生产中,通过让金属块滚动来改变金属表面的属性,实现表面的硬化和压花等作用。
4. 摆锤动能:钟摆的动能可以转化为机械能,为时钟提供动力。
总结:动能变化是物理学中的重要概念,掌握动能的变化规律对于理解物体运动和力的作用有着重要的意义。
通过动能定理和动能转化的原理,我们可以更好地理解物体在受力下的动能变化,并将这些知识应用于实际生活和科学实验中。
《动能和动能定理》 讲义
《动能和动能定理》讲义一、引入在我们的日常生活中,运动的物体随处可见。
比如飞驰的汽车、投掷出去的铅球、飞行中的子弹等等。
当这些物体运动时,它们似乎具有一种能够对外做功的能力。
那么,这种能力究竟是如何描述和衡量的呢?这就引出了我们今天要探讨的主题——动能和动能定理。
二、什么是动能简单来说,动能就是物体由于运动而具有的能量。
想象一下,一辆快速行驶的汽车和一辆缓慢行驶的汽车,哪一辆具有更大的“冲击力”或者说能够做更多的功呢?显然是快速行驶的那一辆。
这是因为它的运动速度更快,所以具有更大的动能。
动能的大小与物体的质量和速度有关。
其表达式为:$E_k =\frac{1}{2}mv^2$ ,其中$E_k$ 表示动能,$m$ 表示物体的质量,$v$ 表示物体的速度。
从这个表达式中,我们可以看出以下几点:1、动能与物体的质量成正比。
质量越大的物体,在相同速度下具有的动能就越大。
比如一辆大卡车和一辆小汽车以相同的速度行驶,大卡车具有更大的动能。
2、动能与速度的平方成正比。
这意味着速度对动能的影响更为显著。
速度增加一倍,动能将增加到原来的四倍。
所以,即使物体的质量较小,但如果速度足够快,也能具有较大的动能。
例如,一颗子弹虽然质量很小,但由于其高速飞行,具有很大的动能,可以造成巨大的杀伤力。
三、动能定理有了对动能的理解,接下来我们来学习动能定理。
动能定理表述为:合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。
用数学表达式可以写成:$W =\Delta E_k$ ,其中$W$ 表示合外力对物体做的功,$\Delta E_k$ 表示动能的变化量。
假如一个物体在初始时刻的动能为$E_{k1}$,经过一段时间,在外力的作用下,其动能变为$E_{k2}$,那么动能的变化量$\Delta E_k = E_{k2} E_{k1}$。
为了更好地理解动能定理,我们来看几个例子。
例 1:一个质量为$m$ 的物体在光滑水平面上,受到一个水平恒力$F$ 的作用,从静止开始运动,经过一段距离$s$ 后,速度达到$v$ 。
动能和动能定理(教案)
动能和动能定理(教案)第一章:引言1.1 课程背景本节课将介绍物理学中的一个重要概念——动能,并引入动能定理。
动能是物体由于运动而具有的能量,它在物理学中具有广泛的应用。
通过学习动能和动能定理,学生将能够理解物体运动时的能量转换和守恒。
1.2 学习目标了解动能的定义及其物理意义掌握动能的计算公式理解动能定理的内容及其应用1.3 教学方法采用讲授法、互动讨论法和实验演示法相结合的方式进行教学。
通过引导学生思考和实验观察,使学生更好地理解动能和动能定理。
第二章:动能的定义和计算2.1 动能的定义动能的定义:物体由于运动而具有的能量。
2.2 动能的计算公式单质点物体动能的计算公式:K = 1/2 mv^2,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
2.3 动能的物理意义动能与物体的质量和速度有关,质量越大、速度越快,动能越大。
第三章:动能定理3.1 动能定理的内容动能定理:外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
3.2 动能定理的数学表达式W = ΔK,其中W为外力对物体所做的功,ΔK为物体动能的变化量。
3.3 动能定理的应用动能定理可以用来计算物体在力的作用下速度的变化,或者物体重心的移动距离。
第四章:动能和动能定理的实验验证4.1 实验目的验证动能的计算公式和动能定理的正确性。
4.2 实验原理利用实验装置,通过测量物体的质量和速度,计算动能,并测量外力对物体所做的功。
4.3 实验步骤学生分组进行实验,按照实验指导书进行操作。
4.4 实验结果与分析分析实验数据,验证动能的计算公式和动能定理的正确性。
第五章:动能和动能定理在实际问题中的应用5.1 实际问题举例举例说明动能和动能定理在实际问题中的应用,如汽车行驶、运动员投掷等。
5.2 解题步骤引导学生运用动能和动能定理解决实际问题,讲解解题步骤和方法。
5.3 总结本节课通过学习动能和动能定理,使学生能够理解物体运动时的能量转换和守恒,并能够运用动能和动能定理解决实际问题。
动能知识点总结高中
动能知识点总结高中一、动能的基本概念动能是物体由于运动而具有的能量,是一种宏观的能量形式。
当物体运动速度增加或者质量增加时,动能都会增加。
动能的大小与物体的质量和速度有关,可以用公式表示为:动能= 1/2 * m * v^2,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
动能的单位是焦耳(J)。
二、动能定理动能定理是描述物体动能变化的原理,即当物体速度发生改变时,动能也会发生相应的变化。
动能定理可以用公式表示为:ΔKE = W,其中ΔKE为物体动能的变化量,W为物体所受的合外力做功。
根据动能定理,当外力做功使物体动能增加时,外力对物体做正功;当外力做功使物体动能减小时,外力对物体做负功。
三、动能与机械能1. 动能与重力势能动能和重力势能是机械能的两种基本形式,它们可以相互转化。
当物体在重力作用下运动时,它既具有动能,又具有重力势能。
动能可以转化为重力势能,反之亦然。
2. 动能与弹性势能当物体在弹簧的作用下发生弹性变形时,它既具有动能,又具有弹性势能。
动能可以转化为弹性势能,反之亦然。
四、动能守恒定律动能守恒定律是机械能守恒定律的特殊情况,即在没有非弹性碰撞和外力做功的情况下,系统的总动能保持不变。
动能守恒定律适用于质点系统和刚体系统的运动。
根据动能守恒定律,如果一个物体在密闭系统内运动,它所具有的总动能将保持不变,即初始状态的总动能等于末状态的总动能。
五、动能的应用1. 自行车运动在自行车运动过程中,骑手给脚蹬施加力,驱动脚蹬转动,从而使车轮旋转,车轮又通过链条和后轮相连,推动自行车前进。
通过骑手的脚蹬和车轮的旋转运动,自行车获得动能,从而实现前进。
2. 物体的抛射运动在物体抛射运动中,物体具有初始的动能,随着抛射物体的速度减小和高度的减小,动能逐渐转化为重力势能,最终物体达到最大高度时,动能全部转化为重力势能,而后重力势能又转化为动能,使物体重新以一定速度运动。
以上就是动能的基本概念、动能定理、动能与机械能、动能守恒定律以及动能的应用的知识点总结。
动能与动能定理
动能与动能定理动能是描述物体的运动状态和能量的一种物理量。
在物理学中,动能通常用符号K表示,其计算公式为K=½mv²,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
动能定理则描述了动能的改变与物体所受合外力的关系。
本文将从动能的概念、计算公式,以及动能定理的推导和应用等方面进行探讨。
1. 动能的概念动能是物体在运动过程中所具有的能量,它随着物体的速度增加而增加。
当物体停止运动时,动能为零。
动能的单位是焦耳(J)。
在经典物理学中,动能的计算公式为K=½mv²,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
正如计算公式所示,动能与物体的质量和速度的平方成正比。
2. 动能定理的推导动能定理描述了物体运动的改变与物体所受合外力的关系。
根据牛顿第二定律F=ma,将其代入动能的计算公式K=½mv²中,可得到K=½m(v²-0)。
根据牛顿第二定律的形式F=ma,我们知道力可以表示为F=dp/dt,其中p是物体的动量,t是时间。
代入动量的定义p=mv,可得到F=mdv/dt。
将这个方程代入动能的计算公式中,可得到K=½mdv/dt *v。
对动能公式进行简化后,可得到K=d(½mv²)/dt,即动能的变化率等于物体所受合外力的功率。
3. 动能定理的应用动能定理可以应用于多种物理问题的求解和分析。
首先,我们可以利用动能定理来计算物体的速度和位移。
通过已知物体的质量、起始速度、物体所受合外力的功率等信息,可以利用动能定理来求解相应的物理量。
其次,动能定理可以帮助我们理解和解释物体的能量转化过程。
例如,当一个物体从较高的位置下落时,它的重力势能被转化为动能,从而使其速度增加。
在碰撞等过程中,动能定理也可以用于分析和计算能量的守恒与转化。
总结:动能是物体运动时所具有的能量,与物体的质量和速度的平方成正比。
动能定理描述了动能的变化与物体所受合外力的关系,通过动能定理可以计算物体的速度和位移,并用于分析能量的转化过程。
动能 动能定理复习提高
法一:分段研究,设最低点物体的速度为v, 由A点到最低点根据动能定理得:
如图所示,质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点,与O
点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉.已知OP=L/2, 在A点给小球一个水平向左的初速度v0,发现小球恰能到达跟P 点在同一竖直线上的最高点B.则: (1)小球到达B点时的速率为多少?
(1)W总=F合xcosθ (2)W总=W1+W2+W3+„
5.动能定理公式中体现的三个关系 (1)数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等 量代换关系.可以通过计算物体动能的变化,求合外力的 功,进而求得某一力的功. (2)单位关系,等式两侧物理量的国际单位都是焦耳. (3)因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因. 6.动能定理叙述中所说的“外力”,既可以是重力、弹力、 摩擦力,也可以是电场力、磁场力或其他力. 7.思维提升 一个物体的动能变化Δ Ek与合外力对物体所做 功W具有等量代换关系. (1)若Δ Ek>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. (2)若Δ Ek<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. (3)若Δ Ek=0,表示合外力对物体所做的功等于零,反之亦 然.这种等量代换关系提供了一种计算变力做功的简便方 法.
一滑块(可视为质点)经水平轨道AB进入竖直平面内的四分 之一圆孤轨道BC.已知滑块的质量m=0.50 kg,滑块经过A 点时的速度vA=5.0 m/s,AB长x=4.5 m,滑块与水平轨道 间的动摩擦因数μ =0.10,圆孤形轨道的半径R=0.50 m, 滑块离开C点后竖直上升的最大高度h=0.10 m.取g=10 m/s2.求: (1)滑块第一次经过B点时速度的大小; (2)滑块刚刚滑上圆孤形轨道时, 对轨道上B点压力的大小; (3)滑块在从B运动到C的过程 中克服摩擦力所做的功.
功和能动能动能定理知识总结
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。
知识讲解 动能和动能定理 提高
动能和动能定理【学习目标】1.通过设计实验探究功与物体速度的变化关系.2.明确动能的表达式及含义.3.能理解和推导动能定理.4.掌握动能定理及其应用.【要点梳理】要点一、探究功与速度变化的关系要点诠释:1.探究思路让小车在橡皮绳的弹力下弹出,沿木板滑行。
由于橡皮绳对小车做功,小车可以获得速度,小车的速度可以通过打点计时器测出。
这样进行若干次测量就可以得到多组数据,通过画图的方法得出功与速度的关系。
2. 操作技巧(1)功的变化我们可以通过由一根橡皮绳逐渐增加到若干根的方法得到。
(2)要将木板倾斜一定角度,使小车在木板上沿斜面向下的重力的分力与其受的摩擦力相等,目的是让小车在木板上可以做匀速直线运动。
3.数据的处理以单根橡皮绳做的功为横坐标,以速度的平方为纵坐标描点连线,画出图象。
4.实验结论画出2W v -图象,图象为直线,即2W v ∝。
要点二、动能、动能的改变要点诠释:1.动能:(1)概念:物体由于运动而具有的能叫动能.物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半.(2)定义式:212k E mv =,v 是瞬时速度. (3)单位:焦(J ).(4)动能概念的理解.①动能是标量,且只有正值.②动能具有瞬时性,在某一时刻,物体具有一定的速度,也就具有一定的动能.③动能具有相对性,对不同的参考系,物体速度有不同的瞬时值,也就具有不同的动能,一般都以地面为参考系研究物体的运动.2.动能的变化:动能只有正值,没有负值,但动能的变化却有正有负.“变化”是指末状态的物理量减去初状态的物理量.动能的变化量为正值,表示物体的动能增加了,对应于合力对物体做正功;动能的变化量为负值,表示物体的动能减小了,对应于合力对物体做负功,或者说物体克服合力做功.要点三、动能定理要点诠释:(1)内容表述:外力对物体所做的总功等于物体功能的变化.(2)表达式:21k k W E E =-,W 是外力所做的总功,1k E 、2k E 分别为初、末状态的动能.若初、末速度分别为v 1、v 2,则12112k E mv =,22212k 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量度.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.等号的意义是一种因果关系的数值上相等的符号,并不意味着“功就是动能增量”,也不是“功转变成动能”,而是“功引起物体动能的变化”.(4)动能定理的理解及应用要点.动能定理虽然可根据牛顿定律和运动学方程推出,但定理本身的意义及应用却具有广泛性和普遍性. ①动能定理既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程.②动能定理既适用于物体做直线运动情况,也适用于物体做曲线运动情况.③动能定理的研究对象既可以是单个物体,也可以是几个物体所组成的一个系统.④动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程,也可以是针对运动的全过程. ⑤动能定理的计算式为标量式,v 为相对同一参考系的速度.⑥在21k k W E E =-中,W 为物体所受所有外力对物体所做功的代数和,正功取正值计算,负功取负值计算;21k k E E -为动能的增量,即为末状态的动能与初状态的动能之差,而与物体运动过程无关.要点四、应用动能定理解题的基本思路和应用技巧要点诠释:1.应用动能定理解题的基本思路(1)选取研究对象及运动过程;(2)分析研究对象的受力情况及各力对物体的做功情况:受哪些力?哪些力做了功?正功还是负功?然后写出各力做功的表达式并求其代数和;(3)明确研究对象所历经运动过程的初、末状态,并写出初、末状态的动能1K E 、2K E 的表达式;(4)列出动能定理的方程:21K K W E E =-合,且求解。
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动能和动能定理编稿:周军审稿:吴楠楠【学习目标】1.通过设计实验探究功与物体速度的变化关系. 2.明确动能的表达式及含义.3.能理解和推导动能定理.4.掌握动能定理及其应用.【要点梳理】要点一、探究功与速度变化的关系要点诠释:1.探究思路让小车在橡皮绳的弹力下弹出,沿木板滑行。
由于橡皮绳对小车做功,小车可以获得速度,小车的速度可以通过打点计时器测出。
这样进行若干次测量就可以得到多组数据,通过画图的方法得出功与速度的关系。
2. 操作技巧(1)功的变化我们可以通过由一根橡皮绳逐渐增加到若干根的方法得到。
(2)要将木板倾斜一定角度,使小车在木板上沿斜面向下的重力的分力与其受的摩擦力相等,目的是让小车在木板上可以做匀速直线运动。
3.数据的处理以单根橡皮绳做的功为横坐标,以速度的平方为纵坐标描点连线,画出图象。
4.实验结论画出2Wv?图象,图象为直线,即2Wv?。
要点二、动能、动能的改变要点诠释:1.动能:(1)概念:物体由于运动而具有的能叫动能.物体的动能等于物体的质量与物体速度的二次方的乘积的一半.(2)定义式:212k Emv?,v是瞬时速度.(3)单位:焦(J).(4)动能概念的理解.①动能是标量,且只有正值.②动能具有瞬时性,在某一时刻,物体具有一定的速度,也就具有一定的动能.③动能具有相对性,对不同的参考系,物体速度有不同的瞬时值,也就具有不同的动能,一般都以地面为参考系研究物体的运动.2.动能的变化:动能只有正值,没有负值,但动能的变化却有正有负.“变化”是指末状态的物理量减去初状态的物理量.动能的变化量为正值,表示物体的动能增加了,对应于合力对物体做正功;动能的变化量为负值,表示物体的动能减小了,对应于合力对物体做负功,或者说物体克服合力做功.要点三、动能定理要点诠释:(1)内容表述:外力对物体所做的总功等于物体功能的变化.(2)表达式:21kk WEE??,W是外力所做的总功,1k E、2k E分别为初、末状态的动能.若初、末速度分别为v1、v2,则12112k Emv?,22212k Emv?.(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量度.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.等的意义是一种因果关系的数值上相等的符,并不意味着“功就是动能增量”,也不是“功转变成动能”,而是“功引起物体动能的变化”.(4)动能定理的理解及应用要点.动能定理虽然可根据牛顿定律和运动学方程推出,但定理本身的意义及应用却具有广泛性和普遍性.①动能定理既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程.②动能定理既适用于物体做直线运动情况,也适用于物体做曲线运动情况.③动能定理的研究对象既可以是单个物体,也可以是几个物体所组成的一个系统.④动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程,也可以是针对运动的全过程.⑤动能定理的计算式为标量式,v为相对同一参考系的速度.⑥在21kk WEE??中,W为物体所受所有外力对物体所做功的代数和,正功取正值计算,负功取负值计算;21kk EE?为动能的增量,即为末状态的动能与初状态的动能之差,而与物体运动过程无关.要点四、应用动能定理解题的基本思路和应用技巧要点诠释:1.应用动能定理解题的基本思路(1)选取研究对象及运动过程;(2)分析研究对象的受力情况及各力对物体的做功情况:受哪些力?哪些力做了功?正功还是负功?然后写出各力做功的表达式并求其代数和;(3)明确研究对象所历经运动过程的初、末状态,并写出初、末状态的动能1K E、2K E 的表达式;(4)列出动能定理的方程:21KK WEE??合,且求解。
2.动能定理的应用技巧(1)由于动能定理反映的是物体在两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制。
(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而往往用动能定理求解简捷;可是有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解。
可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识。
要点五、动能定理与牛顿第二定律的联系和区别在推导动能定理的过程中应用了只能在惯性参考系中成立的牛顿第二定律,因而动能定理也只适用于惯性参考系.而对于不同的惯性参考系,虽然力对物体做的功、物体的动能、动能的变化都不相同,但动能定理作为一个力学规律在不同的参考系中仍然成立.动能定理适用于在惯性参考系中运动的任何物体.要理解动能定理与牛顿第二定律的联系与区别,应该从两者反映的物理规律的本质上加以认识.我们知道力的作用效果能够使物体的运动状态发生改变,即速度发生变化,而两者都是来描述力的这种作用效果的.前者对于一个力作用下物体的运动过程着重从空间积累的角度反映作用结果,而后者注重反映该过程中某一瞬时力的作用结果.动能定理是从功的定义式出发,结合牛顿第二定律和动力学公式推导出来的,所以它不是独立于牛顿第二定律的运动方程,但它们有较大的区别:牛顿第二定律是矢量式,反映的是力与加速度的瞬时关系,即力与物体运动状态变化快慢之间的联系;动能定理是标量式,反映的是力对物体持续作用的空间累积效果,即对物体作用的外力所做功与物体运动状态变化之间的联系,因而它们是研究力和运动的关系的两条不同途径.把对一个物理现象每个瞬时的研究转变成对整个过程的研究,是研究方法上的一大进步.动能定理适用于直线运动,也适用于曲线运动;适用于恒力做功,也适用于变力做功.力可以是各种性质的力,既可以是同时作用,也可以是分段作用,只要能够求出作用过程中各力做功的多少和正负即可.这些正是动能定理解题的优越性所在.【典型例题】类型一、对“探究功与速度变化的关系”实验的考查例1、在“探究功与速度变化的关系”实验中,小车运动中会受到阻力作用,这样,在小车沿木板滑行的过程中,除橡皮筋对其做功外,还有阻力做功,这样便会给实验带来误差,我们在实验中想到的办法是使木板略微倾斜,对于木板的倾斜程度,下面说法正确的是()①木板只要稍微倾斜一下即可,没有什么严格的要求。
②木板的倾斜角度在理论上应满足下面的条件:重力沿斜面的分力应等于小车受到的阻力.③如果小车在倾斜的木板上能做匀速运动,则木板的倾斜程度是满足要求的.④其实木板不倾斜,问题也不是很大,因为实验总是存在误差的.A.①② B.②③ C.③④ D.①④【解析】有两个标准可以验证木板是否满足实验要求:(1)理论上小车的重力沿斜面上的分力应等于小车自由运动时所受的阻力.(2)运动状态上,小车能在木板上做匀速直线运动.【答案】B类型二、对动能、动能变化的理解例2、一辆汽车的速度从10/kmh增加到20/kmh,动能的增量为1k E?;若速度从40/kmh增加到50/kmh,动能的增量为2k E?,则()A. 12kk EE???B. 12kk EE???C. 12kk EE???D.无法判断【思路点拨】本题考察动能的变化k E?【答案】B【解析】222121************((2223.623.6kKK EEEmvmvmm????????210)())()3.6222243432111501900((2223.623.6kkk EEEmvmvmm????????240)())()3.6【总结升华】物体速度大小变化相等时,物体的动能变化大小是不相同的。
举一反三【变式】关于对动能的理解,下列说法中正确的是()A.动能是能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能。
B.动能总为正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的C.一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化;但速度变化时,动能不一定变化。
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态。
【答案】ABC【解析】动能是由于物体运动而具有的能量,所以运动的物体就有动能,A正确;由于212K Emv?,而v与参考系的选取有关,所以B正确;由于速度是矢量,当方向变化时,其速度大小不变,故动能并不改变,C正确;做匀速圆周运动的物体动能不变,但并不处于平衡状态,平衡状态指合外力为零,故D错误。
类型三、动能定理求匀变速直线运动问题例3、如图所示,物体从高为h的斜面上的A点由静止滑下,恰好停在平面上的B点,若使其从B点开始运动且能回到斜面上的A点,则物体在B点的初速度应为多大?【思路点拨】因为在两次运动过程中摩擦阻力做功相同,两过程可分别应用动能定理求解。
【解析】物体从A到B应用动能定理:0f mghW??(1)物体从B到A应用动能定理:212f mghWmv????(2)由(1)、(2)式可得2vgh?【总结升华】恒力做功时,既可用牛顿定律求解,也可用动能定理求解,显然用动能定理求解要简单。
举一反三【高清课程:动能和动能定理例6】【变式】如图所示,质量为m的物体从斜面上的A处由静止滑下,在由斜面底端进入水平面时速度大小不变,最后停在水平面上的B处。
量得A、B两点间的水平距离为s,A高为h,已知物体与斜面及水平面的动摩擦因数相同,则此动摩擦因数?= 。
【答案】??hs类型四、动能定理求曲线运动问题例4、(2015 海南高考)如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。
质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为( )A.14mgR B.13mgR C.12mgR D.4mgR?【答案】C【解析】当质点由P点滑到Q点时,对轨道的正压力为F N=2mg,由牛顿第二定律得22,QNQ vFmgmvgRR???。
对质点自P滑到Q点应用动能定理得:2102fQ mgRWmv???,得:12f WmgR?,因此,A、B、D错,C正确。
【总结升华】典型的曲线运动,是非匀速圆周最低点问题与动能定理的综合。
【高清课程:动能和动能定理例5】【变式】质量为m的小球被系在轻绳的一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。
设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰好能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为()【答案】C类型五、动能定理求多过程问题例5、(2016 玉溪一中高三期中考试)如图所示,AB为倾角θ=37°的斜面轨道,轨道的AC部分光滑,CB部分粗糙。
BP为圆心角等于143°,半径R=1 m的竖直光滑圆弧形轨道,两轨道相切于B点,P、O两点在同一竖直线上,轻弹簧一端固定在A点,另一自由端在斜面上C点处,现有一质量m=2 kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后(不栓接)释放,物块经过C点后,从C点运动到B点过程中的位移与时间的关系为x=12t-4t2(式中x单位是m,t单位是s),假设物块第一次经过B点后恰能到达P点,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2)试求:(1)若CD=1 m,物块从D点运动到C点的过程中,弹簧对物块所做的功;(2)B、C两点间的距离x。