【理论力学1】动能定理
动能定理与动量守恒
动能定理与动量守恒动能定理和动量守恒是物理学中两个重要的基本原理。
它们可以帮助我们理解物体在各种力的作用下的运动规律。
本文将介绍动能定理和动量守恒的基本概念、原理和应用。
一、动能定理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的合外力沿着物体位移方向所作的功。
简单来说，动能定理可以用以下公式表示：K2 - K1 = W其中，K1是物体的初始动能，K2是物体的末态动能，W是合外力对物体所作的功。
动能定理的证明可以通过牛顿第二定律和功的定义进行推导。
根据牛顿第二定律 F = ma，将力和位移的关系代入功的定义 W = F·s，可以得到动能定理的数学表达。
动能定理的应用非常广泛。
例如，我们可以通过动能定理分析汽车在行驶过程中的能量转化和耗散情况。
当汽车加速时，发动机提供的功将转化为汽车的动能，而刹车时，动能则被耗散为热能。
二、动量守恒动量守恒是指在一个封闭系统内，系统的总动量在时间不变的情况下保持不变。
也就是说，系统中各个物体的动量之和保持恒定。
动量是物体的运动状态的量度，它等于物体的质量与速度的乘积。
动量守恒可以用以下公式表示：m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中，m1和m2分别是两个物体的质量，v1和v2分别是它们的初始速度，v1'和v2'分别是它们的末态速度。
动量守恒的原理可以通过牛顿第三定律和动量定义进行推导。
根据牛顿第三定律 F12 = -F21和动量定义 p = mv，可以得到动量守恒的数学表达。
动量守恒在物理学中有广泛的应用。
例如，它可以解释火箭发射的原理。
火箭通过向后喷射燃料与氧化剂产生的高速气体，使系统的总动量为零，实现了火箭的推进。
三、动能定理与动量守恒的关系动能定理和动量守恒是物理学中两个不同的概念，但它们之间存在着紧密的联系。
首先，动能定理可以通过动量守恒得到。
当在动量守恒的条件下，物体的速度发生变化时，根据动量定义可以得到物体动能的变化。
动能定理原理
动能定理原理
动能定理是物理学中的一个重要定理，它描述了物体的动能与其速度的关系。
根据动能定理，一个物体的动能等于其质量与速度平方的乘积的一半。
动能定理可以表示为以下公式：
动能 = 1/2 ×质量 ×速度²
其中，动能用K表示，质量用m表示，速度用v表示。
根据动能定理，当一个物体的速度增加时，它的动能也会增加。
同样地，当一个物体的质量增加时，它的动能也会增加。
这说明物体的动能与其速度和质量直接相关。
动能定理的应用广泛。
在机械工程中，我们可以根据物体的动能来计算其所需的能量或者进行能量转化的分析。
在运动学中，我们可以利用动能定理来计算物体的速度或者质量。
在碰撞分析中，动能定理也起到了重要的作用。
需要注意的是，动能定理只适用于质点的分析，即只考虑物体的整体运动而忽略其形状和内部结构的影响。
在实际应用中，我们需要结合具体情况来确定使用动能定理的合理性与准确性。
总之，动能定理是一个重要的物理定律，在物体的运动分析和能量转化的研究中具有广泛的应用价值。
它为我们理解物体运动和能量转化的过程提供了重要的理论基础。
高一物理《动能定理》知识点讲解
高一物理《动能定理》知识点讲解
1. 动能的定义
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。
动能的计算公式为:
动能 = 1/2 x 质量 x 速度的平方
其中，动能的单位是焦耳（J）或者牛顿米（N·m）。
2. 动能定理的内容
动能定理指出，物体的动能增量等于物体所受合外力做功的大小：
动能增量 = 所受合外力做功
动能定理反映了力学中能量守恒的基本原理，即能量可以相互转化，但总能量不变。
3. 动能定理的应用
动能定理可以用于解决物体在运动过程中的问题。
例如：
- 已知物体的初速度和受力情况，求物体在某一时刻的速度和位移。
- 已知物体的初速度和终速度，求物体受到的合外力做功和位移。
4. 注意事项
在应用动能定理时，需要注意以下几点：
- 与动能有关的力是合外力，而非作用力；
- 对于质量不变的物体，动能定理可以简化成：动能增量等于所受合外力做的功。
以上就是《动能定理》的知识点讲解。
掌握了这一定理，就可以更好地理解物体在运动过程中的能量转化情况，从而更好地解决相应的问题。
高中物理动能定理公式
高中物理动能定理公式(1)动能定义：物体由于运动而具有的能量，用ek表示。
表达式：ek=1/2mv^2能是标量也是过程量单位：焦耳(j)1kg*m^2/s^2=1j(2)动能定理内容：合外力做的功等于物体动能的变化表达式：w合=δek=1/2mv^2-1/2mv0^2适用范围：恒力做功，变力做功，分段做功，全程做功动能定理就是高中物理最重要的定理之一，本节课就是动能和动能定理教学的第一课时，就是整个动能定理教学中基础、也就是最重要的环节，这文言主要就是协助学生介绍动能的表达式，掌控动能定理的内容，学会直观应用领域动能定理化解物理问题，体会至应用领域动能定理研究问题的优越性。
动能定理主要从功和动能的变化的两个方面去抓起。
里面涵盖了：功、能够、质量、速度、力、加速度等物理量，综合性很强。
并且动能定理几乎横跨了高中物理的所有章节、就是物理课程的重头戏。
思考我在这次公开课教学中存有的一些问题，现将本节课的利害总结如下：1、学生课前预习不足在上这文言之前已经使学生提早复习这文言，但是还有些学生课前没使深入细致的复习<<动能和动能定理>>和之前几节课研习过的内容，所以部分学生科学知识忘却比较严重，在课堂上无法充分发挥主观能动性，还只是被动的拒绝接受老师和其他讲话同学的观点和知识点。
2、对学生情绪的调动，积极参与问题的研究不足推论诠释动能表达式时，由于实验条件严重不足，使处置这个环节还是有些细，并且学生自己推论动能表达式就是参与度还是比较理想，探究动能变化与什么力作功有关时，参予程度比较，所以，在今后教学中应当著重使学生在课堂上多参予，多交流，多回答。
3、在教师问题引导上斟酌和研究不足对于新课程的课堂的教学，必须就是把更多的时间交予学生，使学生主动的思索和研究问题，这样对于科学知识的有效率自学再有的协助，但是如何的鼓励学生自学就是一个注重问题，在教学中问题的创设上还是必须多用心，多研究。
动能定理解析
动能定理解析动能定理是物理学中一个重要的定律，用于描述一个物体的动能与作用力之间的关系。
它是基于牛顿第二定律，通过将物体的质量、速度和加速度联系在一起，推导出了动能的表达式。
本文将对动能定理的物理原理进行解析，并探讨其在实际应用中的意义。
一、动能定理的基本原理动能定理是指一个物体的动能（Kinetic Energy，简称KE）等于它所受的合外力（F）对其做功（W）的结果。
可以用以下公式表示：KE = W = Fd其中，KE为物体的动能，W为外力对物体做的功，F为作用力的大小，d为物体在作用力方向上的位移。
二、动能定理的推导过程1. 根据牛顿第二定律 F = ma，将作用力F代入公式中，得到W = mad。
2. 将物体的加速度a表示为速度v和时间t的函数，即a = (v - u) / t，其中u为物体的初速度。
3. 将上述表达式代入W = mad中，得到W = m(v - u) / t。
4. 由定义可知，速度v = d / t，其中d为位移，将此代入公式中，得到W = m(d / t - u) / t。
5. 将W化简后得到W = md / t - mu / t。
6. 根据功的定义，可以将W表示为Fd，即Fd = md / t - mu / t。
7. 经过整理后，可得到动能定理的公式 KE = W = Fd。
三、动能定理的物理意义动能定理揭示了物体的动能与作用力之间的量化关系，其物理意义主要体现在以下几个方面：1. 动能的转化：动能定理说明了作用力对物体做功时，物体的动能会发生变化。
若作用力对物体做正功（即物体速度增加），则物体的动能增加；若作用力对物体做负功（即物体速度减小），则物体的动能减小。
2. 动能与速度的关系：动能定理表明，物体的动能与其速度的平方成正比。
当速度增加时，动能的增加速率更快。
这一关系也反映了动能对物体运动状态的敏感程度。
3. 动能守恒定律：根据动能定理，当外力对物体的做功为零时，动能保持不变。
理论力学第13章动能定理
在理论力学中，动能被定义为物体运动时的能量，其大小与物体的质量和速度有关。根据牛顿第二定律，物体的动量改变量等于作用在物体上的外力的冲量。因此，如果一个力在一段时间内作用在一个物体上，那么这个力就会使物体的动量发生改变，从而产生动能的变化。
动能的定义
外力的功
外力的功等于力的大小与物体在力的方向上发生的位移的乘积。
总结词
外力的功是指力对物体运动所产生的效应，其大小等于力的大小与物体在力的方向上发生的位移的乘积。这是物理学中功的定义，也是计算外力对物体所做功的基本方法。
详细描述
VS
系统动能的增量等于合外力对系统所做的功。
详细描述
系统动能的增量是指在一个过程中，系统动能的增加量。这个增量可以通过计算合外力对系统所做的功来得到。如果合外力对系统做正功，则系统动能增加；如果合外力对系统做负功，则系统动能减少。因此，系统动能的增量与合外力对系统所做的功有直接的关系。
总结词
系统动能的增量
03
CHAPTER
动能定理的应用
适用于单个质点在力的作用下运动的情况，计算质点的动能变化。
单个质点的动能定理指出，质点在力的作用下运动时，外力对质点所做的功等于质点动能的增量。这个定理是理论力学中研究质点运动的基本定理之一，可以用来解决各种实际问题。
总结词
详细描述
单个质点的动能定理
动能定理是能量守恒定律在动力学中的具体表现，是解决动力学问题的有力工具。
动能定理适用于一切宏观低速的物体，对于微观、高速适用于狭义相对论。
动能定理适用于直线运动，对于曲线运动需要积分形式进行处理。
动能定理的适用范围
02
CHAPTER
动能定理的基本内容
总结词
动能定理基础知识点
动能定理基础知识点动能定理是物理学中的基本定理之一，它描述了物体的动能与外力所做的功之间的关系。
在本文中，我将介绍动能定理的基本概念和公式，并解释其在物理学中的应用。
一、动能定理的概念动能定理是指当物体受到外力作用时，物体的动能的增量等于外力对物体所做的功。
换句话说，如果一个物体的动能从初态到末态发生变化，那么这个变化值等于外力所做的功。
动能定理的思想基于牛顿第二定律：物体的加速度与外力成正比，加速度越大，物体的动能增加得越快。
通过动能定理，我们可以通过物体动能的变化来推断外力所做的功的大小。
二、动能定理的公式动能定理可以表述为以下公式：ΔK = W其中：ΔK表示物体动能的变化量，单位为焦耳(J)；W表示外力所做的功，单位也为焦耳(J)。
根据动能定理，如果一个物体的动能发生了变化，那么这个变化值等于外力所做的功。
三、动能定理的应用1. 碰撞与能量转化：在物体之间的碰撞中，根据动能定理可以推断出物体在碰撞过程中的动能转化情况。
例如，在弹性碰撞中，当两个物体碰撞之后，它们的动能是互相转化的，总的动能保持不变。
2. 机械能守恒定律：在只受重力做功的系统中，根据动能定理可以推导出机械能守恒定律。
机械能守恒定律指的是，在只受重力做功的系统中，物体的总机械能（动能和势能之和）保持不变。
3. 动能定理与力学工作：根据动能定理，我们可以计算外力所做的功。
功是物体在力的作用下沿着力的方向移动时所吸收或放出的能量。
功可以用来计算一些力学工作，比如推车沿着平面移动、抬起重物等。
4. 动能定理在运动学中的应用：动能定理也经常应用在运动学分析中，特别是在研究物体在一段时间内的加速度变化时。
根据动能定理，我们可以通过物体动能的变化来推断物体的加速度变化情况。
总结：动能定理是解决物体动能变化以及外力所做功的基本定理之一。
它提供了物体动能与外力作用之间的定量关系，并在物理学的不同领域中有着广泛的应用。
通过动能定理，我们可以深入理解物体在受力作用下的运动情况，分析碰撞、能量转化以及力学工作等问题。
动能定理物体的动能与力的做功
动能定理物体的动能与力的做功动能定理：物体的动能与力的做功动能定理是物理学中的基本定理之一，它描述了物体的动能与力的做功之间的关系。
在本文中，我们将探讨动能定理的定义、原理以及应用。
一、动能定理的定义动能定理是指在外力作用下，物体的动能的变化量等于力的做功。
简而言之，物体的动能增加或减少的大小，正好等于作用于物体的力所作的功。
二、动能定理的原理物体的动能可以通过它的质量和速度来定义，即动能 = 1/2 ×质量 ×速度的平方。
力的功可以用力的大小、物体的位移和力与位移之间的夹角来定义，即做功 = 力 ×位移× cosθ。
根据动能定理，在外力作用下，物体的动能的变化量等于力的做功。
表示为：物体的动能的增量 = 力的做功。
三、动能定理的应用1. 物体的动能和速度关系：根据动能定理，物体的动能正比于其速度的平方。
当速度增加时，动能增加；当速度减小时，动能减小。
2. 动能与重力势能的转换：在重力场中，当物体从较高位置下降到较低位置时，重力对物体做功，并将其势能转化为动能。
反之，当物体由较低位置上升到较高位置时，动能将转化为重力势能。
3. 动能与弹性势能的转换：在弹性体系中，物体由于受到压缩或伸展而具有弹性势能。
当物体释放出弹性势能时，它将转化为动能。
4. 动能定理的应用于机械工作：在机械运动中，动能定理可应用于机器的工作原理和能量转换的分析。
比如，在运输系统中，我们可以通过应用动能定理来计算物体在传送过程中所需的能量和功率。
总结：动能定理是物体的动能与力的做功之间的关系。
它可以帮助我们理解物体运动时的能量转化过程，并应用于各种实际情况的分析和计算。
通过深入研究动能定理，我们可以更好地理解物体运动的本质和力学规律。
理论力学动能定理解析
对于线性弹簧，在此位置的弹簧力 F k
因此，弹簧力的功为
W12
1 2
k (12
2 2
)
B B1
FB1
FB
1
2
FA1
A1
FA
FA2
A
A2
B2 FB2
（3） 质点系的外力（主动力）的功
① 质点系的重力的功
设质点系内任一质点的质量为mi，当它由初位置点Ai
(xi1, yi1, zi1) 运动到末位置点Bi (xi2 , yi2 , zi2 )
在势力场中，质点从点M运动到任选的点M0，有势 力所作的功称为质点在点M相对于点M0的势能。以V表 示为
M0
M0
V F dr (Fxdx Fydy Fzdz)
M
M
点M0的势能等于零，称为零势能点。在势力场中， 势能的大小是相对于零势能点而言的。零势能点可以 任意选取，对于不同的零势能点，在势力场中同一位 置的势能可有不同的数值。
1 2
mvC2
Te
是质点系随质心平移的动能，亦 可称为牵连运动动能；
1 2
mi
vr2i
Tr
是质点系相对质心转动的动能，亦可 称为相对运动动能；
T
1 2
mvC2
1 2
mi
vr2i
或 Ta Te Tr
(2) 刚体的动能
（a）平移刚体的动能
T
1 m
2i
vi2
1 2
vC2
mi
即
T
1 2
mvC2
（1） 重力场中的势能
重力场中，以铅垂轴为z轴，z0处为零势能点。质点于 z坐标处的势能V等于重力mg由z到z0处所作的功，即
理论力学 动能定理
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。
动能定理与机械能守恒知识点总结
动能定理与机械能守恒知识点总结动能定理和机械能守恒是经典力学中重要的概念和定律。
它们有着广泛的应用，并且对我们理解物体运动和相互作用提供了重要的理论支持。
本文将对动能定理和机械能守恒的知识点进行总结，并探讨它们的应用。
一、动能定理动能定理是描述物体运动的定理，它表明一个物体的动能变化等于物体所受合力所做的功。
动能定理可以用数学公式表示为：FΔx = Δ(1/2 mv²)其中，F表示合力，Δx表示物体在合力方向上的位移，v表示物体的速度，m表示物体的质量。
根据动能定理，当一个物体受到合力的作用时，物体的动能会发生变化。
动能定理对于分析物体运动状态和相互作用非常重要。
它可以用来计算物体在外力作用下的速度变化，或者根据速度变化来确定物体所受的合力大小。
同时，动能定理也可以用来解释机械能转化的过程。
二、机械能守恒机械能守恒是指在无摩擦和无内能损失的情况下，一个物体的机械能保持不变。
机械能包括物体的动能和势能两个方面。
动能是物体由于速度而具有的能量，而势能是物体由于位置而具有的能量。
机械能守恒可以用数学公式表示为：E = K + U = 常数其中，E表示物体的机械能，K表示物体的动能，U表示物体的势能。
根据机械能守恒原理，当一个物体在没有外力或有限作用力的情况下运动时，它的机械能将保持不变。
机械能守恒原理对于分析各种物理问题非常有用。
它可以用来计算物体在相互作用过程中的速度和位置变化，以及物体所具有的势能。
通过应用机械能守恒，我们可以更好地理解物体运动过程中能量的转化与变化。
三、应用与实例动能定理和机械能守恒在物理学中有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用和实例：1. 车辆碰撞：当两辆车发生碰撞时，根据动能定理可以计算出车辆碰撞前后的速度变化。
同时，通过机械能守恒可以分析车辆碰撞过程中能量的转化和损失。
2. 自由落体运动：对于自由落体运动，可以利用动能定理计算物体下落的速度变化，以及机械能守恒来分析物体从起点到终点的能量转化情况。
动能定理与动能守恒定律
动能定理与动能守恒定律动能定理和动能守恒定律是物理学中基本的定律之一。
它们描述了物体在运动中的能量转化和守恒规律，为我们理解物体运动和相互作用提供了重要的基础。
一、动能定理动能定理是描述物体动能变化和力的关系的定律。
根据动能定理，物体的动能变化等于物体上所受到的净外力所做的功。
简而言之，动能定理可以表示为如下公式：物体的动能变化 = 所受外力所做的功其中，物体的动能变化可以用动能的增加或减小来表示。
如果物体的动能增加，意味着物体获得了能量；如果物体的动能减小，意味着物体释放了能量。
动能定理说明了力对物体进行加速或减速时所做的功和物体动能的变化之间的关系。
当物体受到外力作用时，力所做的功将转化为物体的动能。
例如，我们用力将一个静止不动的球推动起来，我们所做的功将转化为球的动能，使它具有了运动的能力。
动能定理的应用范围非常广泛。
在机械力学中，它用于描述物体在加速度下的动能变化；在电磁学中，它用于描述电荷在电场中的动能变化；在热力学中，它用于描述热能转化为机械能的过程。
二、动能守恒定律动能守恒定律是指在一个封闭系统中，物体的总动能保持不变。
换句话说，系统中物体之间的动能可以相互转化，但总动能的和保持恒定。
动能守恒定律可用以下公式表示：总动能的和 = 物体1的动能 + 物体2的动能+ … + 物体n的动能动能守恒定律适用于没有外力或外力做功为零的情况。
例如，在一个理想的弹性碰撞中，两个物体之间发生碰撞，相互之间的动能可以转化，但总动能的和仍然保持不变。
动能守恒定律是一个非常重要的定律，它帮助我们理解和分析各种物理现象，如弹性碰撞、机械振动以及光与物质之间的相互作用等。
总结：动能定理和动能守恒定律是物理学中关于能量转化和守恒的基本定律。
动能定理描述了力对物体进行功时动能的变化关系，动能守恒定律说明了封闭系统中的物体总动能保持不变。
这两个定律在解释物体运动和相互作用时起到了重要的作用，为我们深入理解物理世界提供了理论基础。
理论力学基础 动能定理
M2 M1
(
Fx
dx
Fy
dy
Fzdz)
鞍山科技大学机械工程与自动化学院工程力学系
理论力学
第十二章 动能定理
三、重力之功 Fx Fy 0 Fz mg
W12
z2 z1
mgdz
mg(z1
z2 )
质点系
第
一 节
W m g(z z )
12
i
i1
i2
力
的
功
由 mzC mi zi
量分别为m和2m，且OC＝AC＝BC＝l，滑块A和
第 B重量均为m。常力偶M作用在曲柄上，设＝0
三 节 动
时系统静止，求曲柄角速度和角加速度 (以转角
表示)。
vB
能
定 理
K
vA
鞍山科技大学机械工程与自动化学院工程力学系
理论力学
第十二章 动能定理
例题六 图示系统中，滚子A 、滑轮B 均质，重
量和半径均为Q 及r，滚子沿倾角为 的斜面向
W d r F
三
节 m d v d r mdv d r mdv v mvdv
动 能 定
dt
d
(
1
dt
mv2 )
理
2
动能定理的微分形式: W d ( 1 mv2 )
2
动能定理的积分形式:
W
1 2
mv22
1 2
mv12
鞍山科技大学机械工程与自动化学院工程力学系
下滚动而不滑动，借跨过滑轮B的不可伸长的绳
第 索提升重P的物体，同时带动滑轮B绕O轴转动，
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。
理论力学-动能定理
● 定轴转动刚体的动能
刚体以角速度 绕定轴 z 转动时，其上－点的速度
为：
vi ri
因此，定轴转动刚体的动能为
T 1 2
i
mi (ri )2
12(
2
i
miri2 )
1 2
J z
2
其中 J z miri2 为刚体对定轴z的转动惯量。
质点系的动能与刚体的动能
刚体的动能
● 平面运动刚体的动能
M z (F ) F R ——力 F 对轴 z 的矩
于是，力在刚体上由 1 转到 2 时所作的功为
W12
2 1
M
z
(
F
)
d
力的功
作用在刚体上力的功、力偶的功 定轴转动刚体上外力偶的功
若力偶矩矢量为 M ，则力偶所作之功为
W M zd
W12
2 1
M
zd
其中Mz 为力偶矩矢 M 在 z 轴上的投影，即力偶对转轴 z 的矩。
dT dt
P输入
P输出 P损耗
P输入
dT dt
P输出
P损耗
第12章 动能定理
功率方程 、机械效率
任何机器在工作时都需要从外界输入功率，同时也不可避免的 要消耗一些功率，消耗越少则机器性能越好。工程上，定义机械
效率为
P有效
P有用 100%＝
dT dt
100% 1
P输入
P输入
其中
P有效
dT dt
止状态。现在圆盘A的质心处加一不计质量的弹簧，弹簧刚 度系数为k 求：系统的等效质量、等效刚度与系统的固有频率。
动能定理及其应用
动能定理应用举例——例 题 4
解：这是一个单自由度振动的刚体 系统，现研究怎样将其简化为弹簧 －质量模型。
动能定理基础知识点
动能定理基础知识点动能定理是力学中的一条基本定理，用于描述物体运动中动能的变化情况。
它是一个非常重要的概念，有助于我们深入理解物体运动的本质以及能量的转化和守恒。
本文将介绍动能定理的基础知识点，从定义、公式推导到实际应用等方面进行阐述。
一、动能定理的定义和原理动能定理是描述物体运动过程中动能变化的定理。
其基本原理是物体的动能变化等于受力的做功。
以物体质点沿直线运动为例，动能定理可以表示为：\[W = \Delta E_k\]其中，\(W\)为受力\(F\)所做的功，\(\Delta E_k\)为物体动能的变化量。
二、动能定理的公式推导根据牛顿第二定律和功的定义，可以推导出动能定理的公式。
牛顿第二定律表示为：\[F = ma\]其中，\(m\)为物体质量，\(a\)为物体的加速度。
设物体在起始位置\(x_1\)处的速度为\(v_1\)，在终止位置\(x_2\)处的速度为\(v_2\)，根据动能的定义可知：\[E_k = \frac{1}{2}mv^2\]物体从位置\(x_1\)移动到位置\(x_2\)的过程中，受力的功可表示为：\[W = F(x_2 - x_1)\]根据牛顿第二定律可以得到：\[W = ma(x_2 - x_1)\]将式子\(a = \frac{(v_2^2 - v_1^2)}{2(x_2 - x_1)}\)代入上式，可得：\[W = m\frac{(v_2^2 - v_1^2)}{2(x_2 - x_1)}(x_2 - x_1) =\frac{1}{2}m(v_2^2 - v_1^2)\]根据动能定义，可得到动能的变化量：\[\Delta E_k = \frac{1}{2}m(v_2^2 - v_1^2)\]综上所述，就得到了动能定理的公式：\[W = \Delta E_k\]三、动能定理的应用动能定理在物理学中有着广泛的应用。
下面介绍几个常见的应用示例。
1. 汽车刹车过程中的动能变化当汽车以速度\(v_1\)行驶时，刹车后速度变为\(v_2\)，应用动能定理可以计算出汽车刹车过程中的动能变化量。
理论力学：动能定理
9. 动能定理动能：是描述质系运动强度的一个物理量，任一质点在某瞬时的动能为212i i m v 。
质点动能定理的微分形式：作用于质点上力的元功等于质点动能的微分。
质点动能定理的积分形式：作用于质点上的力在有限路程上的功等于质点动能的改变量。
力的元功:力在一无限小位移中力所做的功。
力在有限路程上的功：力在此路程上元功的定积分21d M M W =⋅⎰F r 。
理想约束：约束力的元功的和等于零的约束。
质系动能定理的微分形式：在质系无限小的位移中，质系动能的微分等于作用于质系全部力所做的元功之和，即d δF T W =∑。
质系动能定理的积分形式：质系在任意有限路程的运动中，起点和终点动能的改变量，等于作用于质系的全部力在这段路程中所做功的和，即21i T T W -=∑。
质点系的动能：组成质点系的各质点动能的算术和，即2112ni i i T m v ==∑。
柯尼西定理：平面运动刚体的动能等于随质心平动的动能与绕通过质心的转轴转动的动能之和。
功率：在单位时间内所做的功。
力场：如质点在某空间内任一位置都受有一个大小和方向完全由所在位置确定的力作用，具有这种特性的空间就称为力场。
势力场或保守力场：如质点在某一力场内运动时，力场力对于质点所做的功仅与质点起点与终点位置有关，而与质点运动的路径无关，则这种力场称为势力场或保守力场。
质点在势力场内所受的力称为势力或保守力。
势能：在势力场中，质点由某一位置M 运动到选定的参考点M 0的过程中，有势力所做的功，以V 表示，即0x d d d d M M y z MMV F x F y F z =⋅=++⎰⎰F r 。
保守系统：具有理想约束，且所受的主动力皆为势力的质系。
机械能：质系在某瞬时的动能与势能的代数和。
机械能守恒定律：保守系统在运动过程中，其机械能保持不变。
即，质系的动能和势能可以互相转化，但总的机械能保持不变。
理论力学——动能定理
v IA
系统分析
v l sin
v
C
T总 TA TAB
3 TA Mv 2 4
TAB
T总
2
A
1 2 I I AB 2
1 9 M 4m v 2 12
1 2 l 1 2 I I ml m ml 12 2 3 mv 2 1 2 mv 6sin 2 3
速度合成矢量图如图。由余弦定理
2 2 2 vC vA vCA 2vAvCA cos(180 j ) 2 2 vA (1 l ) 2v A 1 2 2 l cos j 2 1 2 2 v A 4 l l v A cos j 系统分析
A
j
vCA v C vA
动能的瞬时性
C
P
1 1 1 2 2 2 T ( J C md ) J C m(d ) 2 2 2 2 因为d· ＝vC ,于是得
1 2 1 2 T mv C J C 2 2
平面运动刚体的动能等于随质心平动的动能与绕 质心转动的动能的和。
牢记均质圆盘在地面上作纯滚动时的动能:
解：在椭圆规系统中滑块 A和B作平动，曲柄 OC作定轴转动，规尺AB作平面运动。首先对 运动进行分析，O1是AB的速度瞬心，因: A 运动分析
vA
AB
O1
vc O1C AB OC AB
系统分析
vA O1 A AB 2a cos j a
1 ma 2 TA mAvA 2 2
第十三章 动能定理
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力的功 质点和质点系的动能 动能定理 普遍定理的综合应用举例 功率· 功率方程· 机械效率