动能定量
动力学中的动能定理动能定理如何描述物体的运动和能量转化
动力学中的动能定理动能定理如何描述物体的运动和能量转化动力学中的动能定理 - 描述物体的运动和能量转化动能定理是动力学中的一条重要定理,它描述了物体的运动和能量转化的关系。
在本文中,我们将详细探讨动能定理的内容及其应用。
动能定理的基本概念动能定理是描述物体运动状态变化的定理,它指出物体的运动状态变化与其动能的变化之间存在着定量关系。
动能是物体由于运动而具有的能量,通常用字母K表示。
动能定理的数学表达式如下:动能定理公式:K2 - K1 = ΔK = W其中,K1表示物体运动前的动能,K2表示物体运动后的动能,ΔK 表示动能的变化量,W表示物体所受到的净作用力所做的功。
根据动能定理,如果一个物体所受到的净作用力所做的功为正值,那么物体的动能将增加;如果所做的功为负值,物体的动能将减少。
这一定理反映了物体的能量转化与运动状态的变化之间的密切联系。
动能定理的应用举例为了更好地理解动能定理的应用,以下将给出两个具体的例子。
1. 自由落体运动考虑一个质点以重力作用下自由落体运动的情况。
在这个过程中,重力是质点所受到的净作用力。
根据动能定理,该质点的动能变化量等于所受到的重力所做的功。
当质点从高处下落到低处时,它的动能将增加;当质点从低处上升到高处时,它的动能将减少。
这说明动能定理能够准确地描述自由落体运动中物体动能的变化。
2. 弹簧振子的运动考虑一个弹簧振子的情况。
在振子的运动过程中,弹簧力是振子所受到的净作用力。
根据动能定理,振子的动能变化量等于所受到的弹簧力所做的功。
当振子从最大位移处运动到均衡位置时,其动能将增加;当振子从均衡位置运动到最大位移处时,其动能将减少。
这显示了动能定理在弹簧振子运动中的有效应用。
结语以上是动力学中动能定理的基本内容和应用举例。
动能定理描述了物体运动和能量转化之间的关系,为我们理解和分析物体的运动提供了重要依据。
通过运用动能定理,我们可以定量地描述物体运动状态的变化以及与能量转化相关的因果关系。
动能定理含义
动能定理含义
动能定理是物理学中的一个基本定理,它描述了物体的动能
与所受的力之间的关系。
简而言之,动能定理表明了一个物体
的动能变化等于该物体所受的合力对其做功的大小。
具体来说,动能定理可以表达为以下公式:
\[
\DeltaK=W
\]
其中,\(\DeltaK\)表示物体动能的变化量,\(W\)表示物体所受合力对其做的功。
这个公式可以进一步展开为:
\[
\DeltaK=\frac{1}{2}mv_f^2\frac{1}{2}mv_i^2=W
\]
其中,\(m\)表示物体的质量,\(v_f\)表示物体的最终速度,\(v_i\)表示物体的初始速度。
动能定理给出了动能与力和速度之间的定量关系。
当一个物
体受到外力作用时,如果力对物体做正功(即力的方向与物体
运动方向一致),物体的动能就会增加;如果力对物体做负功(即力的方向与物体运动方向相反),物体的动能就会减少。
如果一个物体的速度不变,那么它所受外力所做的功也为零,
从而动能保持不变。
动能定理在许多物理学领域具有重要应用。
例如,在力学中,它可以用来计算物体所受的合力,或者根据物体的速度和质量
来计算物体的动能变化。
在动力学中,动能定理可以用来分析
物体的加速度、速度和位移之间的关系。
在工程学和实践中,
动能定理可以用来分析和设计各种机械设备和动力系统。
总而言之,动能定理告诉我们物体的动能与所受合力对其做
功之间存在着直接的关系,这种关系对于理解和描述物体的运
动和相互作用非常重要。
动能定理知识点总结
动能定理知识点总结动能定理知识点总结动能定理是高中物理中必须掌握的一部分内容,下面就是小编为您收集整理的动能定理知识点总结的相关文章,希望可以帮到您,如果你觉得不错的话可以分享给更多小伙伴哦!1、什么是动能?它与哪些因素有关?物体由于运动而具有的能叫动能,它与物体的质量和速度有关。
下面通过举例表明:运动物体可对外做功,质量和速度越大,动能越大,物体对外做功的能力也越强。
所以说动能是表征运动物体做功的一种能力。
2、动能公式动能与质量和速度的定量关系如何呢?我们知道,功与能密切相关。
因此我们可以通过做功来研究能量。
外力对物体做功使物体运动而具有动能。
下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。
列出问题,引导学生回答:光滑水平面上一物体原来静止,质量为m,此时动能是多少?(因为物体没有运动,所以没有动能)。
在恒定外力F作用下,物体发生一段位移s,得到速度v(如图1),这个过程中外力做功多少?物体获得了多少动能?样我们就得到了动能与质量和速度的定量关系:物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。
用Ek表示动能,则计算动能的公式为:由以上推导过程可以看出,动能与功一样,也是标量,不受速度方向的影响。
它在国际单位制中的单位也是焦耳(J)。
一个物体处于某一确定运动状态,它的动能也就对应于某一确定值,因此动能是状态量。
下面通过一个简单的例子,加深同学对动能概念及公式的理解。
试比较下列每种情况下,甲、乙两物体的动能:(除下列点外,其他情况相同)①物体甲的速度是乙的两倍;②物体甲向北运动,乙向南运动;③物体甲做直线运动,乙做曲线运动;④物体甲的质量是乙的一半。
在学生得出正确答案后总结:动能是标量,与速度方向无关;动能与速度的平方成正比,因此速度对动能的影响更大。
3、动能定理(1)动能定理的推导将刚才推导动能公式的例子改动一下:假设物体原来就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,经过一段位移s,速度达到v2,如图2,则此过程中,外力做功与动能间又存在什么关系呢?外力F做功:W1=Fs摩擦力f做功:W2=-fs可见,外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。
理解动能定理与势能转化的原理
理解动能定理与势能转化的原理动能定理是物理学中的一个基本定理,用于描述运动物体的动能与力的关系。
而势能转化指的是物体在不同势能之间的互相转化过程。
本文将从理论和实际应用两个方面,详细解释动能定理与势能转化的原理。
一、动能定理的原理动能定理是描述物体运动的一个重要定理,它建立了动能与力之间的定量关系。
根据动能定理,一个物体的动能的增量等于力对物体做功的大小。
也就是说,物体的动能随着力对其做功的作用而改变。
动能定理的公式可以表示为:ΔKE = W其中,ΔKE表示动能的增量,W表示力在物体上所做的功。
考虑一个质量为m的物体,它的速度从v1增加到v2,根据动能的定义可得:ΔKE = 1/2 mv2^2 - 1/2 mv1^2根据牛顿第二定律 F = ma,我们可以将加速度a表示为 F/m,代入到动能增量的公式中可以得到:ΔKE = 1/2 m(v2^2 - v1^2)ΔKE = 1/2 m[(v1+v2)(v2-v1)]根据物体运动的平均速度 v = (v1+v2)/2,将其代入到动能增量的公式中可以得到:ΔKE = 1/2 m(v^2 - v1^2)由上述公式可知,动能定理实际上是描述物体质量、速度以及力之间的关系。
当物体受到外力作用时,力对物体做功,从而改变了物体的动能。
二、势能转化的原理势能转化是指物体在不同势能状态之间的相互转换过程。
在物理学中,常用的势能有重力势能、弹性势能和化学势能等。
1. 重力势能转化重力势能是指物体由于其位置的高度而具有的势能。
当物体在高处时,其重力势能较大;而当物体向低处运动时,重力势能会转化为动能。
根据势能守恒定律,当物体在自由落体过程中,重力势能的减少等于动能的增加。
2. 弹性势能转化弹性势能是指物体在被压缩或伸展时由于形变而具有的势能。
例如,弹簧的弹性势能与其形变程度有关。
当弹簧受到外力压缩或伸展时,弹簧会具有弹性势能;而当外力消失时,弹簧会将弹性势能转化为动能,使物体恢复原状。
动能和动能定理
定理应用:判断物体运动状 态的变化
定理应用:解决物理问题时, 结合牛顿第二定律进行求解
动能定理的应用
生活中的实例
汽车安全气囊:利用动能定理计算气囊展开的力度,以最大程度地保护 乘员安全。
跳水运动员:通过观察运动员入水时的姿势和速度,利用动能定理计算 水对运动员的冲击力,以评估运动员的得分。
动能定理加深了 我们对力的作用 效果的认识,有 助于我们更好地 掌握力的运用
动能定理是物理 学中重要的基本 规律之一,对于 理解力学和运动 学的基本原理具 有重要意义
对运动的认识
动能定理揭示了运动物体速 度和动能的变化规律
动能定理描述了物体运动过 程中能量的转化和守恒
动能定理是理解和分析复杂 运动过程的重要工具
动能和动能定理
汇报人:
单击输入目录标题 动能的概念 动能定理 动能定理的应用 动能定理的意义 动能定理的拓展
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动能的概念
动能定义
动能:物体由于运动而具有的能量
表达式:E=1/2mv²
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动能是标量,只有大小,没有方向
动能单位
国际单位:焦耳(J)
动能定理在相对论中的应用
相对论中的动能公式
动能定理在相对论中的推 导
动能定理在相对论中的意 义和作用
动能定理在相对论中的实 例和应用
THANK YOU
汇报人:
动能定理和功能原理是物理学中两个重要的定理,它们在形式上具有相似性。
动能定理适用于保守力场,而功能原理则适用于非保守力场。
在保守力场中,系统动能的变化等于外力所做的功,而在非保守力场中,系统动能的变化等于外 力和非保守力所做的功。
常用定量计算的公式
常用定量计算的公式在实际应用中,我们经常需要进行各种定量计算,包括数学、物理、化学、经济等领域。
下面将介绍一些常用的定量计算公式。
1.数学公式:-直线斜率公式:对于直线上两点(x1,y1)和(x2,y2),直线的斜率k=(y2-y1)/(x2-x1)。
- 二次方程求解公式:对于二次方程 ax^2 + bx + c = 0,其解为 x = (-b±√(b^2-4ac))/(2a)。
- 对数运算公式:log(ab) = loga + logb,log(a/b) = loga - logb。
- 统计平均值公式:对于一组数据 x1, x2, ..., xn,平均值为mean = (x1 + x2 + ... + xn)/n。
- 标准差公式:对于一组数据 x1, x2, ..., xn,标准差为 sd =√((x1-mean)^2 + (x2-mean)^2 + ... + (xn-mean)^2)/(n-1)。
2.物理公式:-加速度公式:加速度a=(v-u)/t,其中v为末速度,u为初速度,t 为时间。
- 动能公式:动能 K = 0.5mv^2,其中 m 为物体的质量,v 为物体的速度。
-引力公式:引力F=G(m1m2)/r^2,其中G为引力常数,m1和m2分别为两个物体的质量,r为两个物体之间的距离。
- 斯涅耳定律公式:n1sinθ1 = n2sinθ2,其中 n1 和 n2 分别为两种介质的折射率,θ1 和θ2 分别为入射角和折射角。
-波长公式:波长λ=v/f,其中v为波的速度,f为波的频率。
3.化学公式:-物质摩尔质量公式:物质的摩尔质量M=m/n,其中m为物质的质量,n为物质的摩尔数。
-摩尔浓度公式:摩尔浓度c=n/V,其中n为溶质物质的摩尔数,V为溶液的体积。
-法拉第定律公式:电流的电量Q=nF,其中Q为通过导电介质的电荷量,n为摩尔数,F为法拉第常数。
-化学反应速率公式:速率v=Δc/Δt,其中Δc为物质浓度的变化量,Δt为时间的变化量。
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 动能定理
A 功和能量都是标量,单位:焦 B 功是能量转化的量度 C 功是过程量,能是状态量
一.动能: 物体由于运动而具有的能叫做动 能
物体的动能跟物体的质量和速度都 有关系, 现在让我们复习一下初中做过的 实验
实验结论: 1 物体的质量越大,做功 越多,动能越大 2 物体速度越大,做功越多, 动能越大
动能与质量和速度的定量关系如何呢
1 W=-FS= m(V22-V12)得: 2 2 2 m(V - V2 ) 1 F 2S 3 2 2 2 10 (300 100 ) N 1600N -2 2 5 10
作ห้องสมุดไป่ตู้: 练习三 红对勾
如果物体受到几个力的共同作用,则 W=EK2- EK1表示各个力做功的代数和。 即:合力所做的功。这就是动能定理。
二、动能定理:
合力所做的功等于物体动能的变化, 也可以说外力做功的和等于物体动能 的变化。
动能定理: 合力所做的功等于物体动能的变化
W = EK2 — Ek1
功
动能变化
动能定理的适用范围:
课堂小结:
1、动能公式:EK=1/2MV2 2、动能定理:合力所做的功等于动能的变化。 W=EK2-EK1.会推导动能定理公式 3、动能定理的适用范围:不但适用于恒力作用 下直线运动,而且适用于变力作用下及物体作曲 线运动的情况。
4、知道利用动能定理解决力学问题的基本步骤
5、动能定理的应用:可用来求力、功、速度或 位移。
随堂练习: 1、改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能 发生改变,在下列几种情况汽车的动能各是原 来的几倍?
A、质量不变,速度增大到原来的2倍
B、速度不变,质量增大到原来的2倍。
C、质量减半,速度增大到原来的4倍。
【高中物理】动能定理的应用知识点总结,考前必过一遍!
【⾼中物理】动能定理的应⽤知识点总结,考前必过⼀遍!⼀、动能1、定义:物体由于运动⽽具有的能量叫做动能,⽤符号来表⽰。
⽐如运动的汽车、飞机,流动的河⽔、空⽓等,都具有动能。
2、公式:3、动能是⼀个标量,只有⼤⼩没有⽅向,其单位为焦⽿(J)。
4、动能是状态量,对应物体运动的某⼀个时刻。
5、动能具有相对性,对于不同的参考系⽽⾔,物体的运动速度具有不同的瞬时值,也就有不同的动能。
在研究物体的动能时,⼀般都是以地⾯为参考系。
⼆、动能定理动能定理的推导过程:设物体质量为m,初速度为,在与运动⽅向相同的恒⼒作⽤下发⽣⼀段位移s,速度增加到。
在这⼀过程中,⼒F所做的功。
根据⽜顿第⼆定律有,根据匀加速运动的公式,有,由此可得1、动能定理的内容:合外⼒对物体做的总功等于物体动能的改变量。
2、动能定理的物理意义:该定理提出了做功与物体动能改变量之间的定量关系。
3、动能定理的表达式:4、动能定理的理解:(1)是所有外⼒做功的代数和。
可以包含恒⼒功,也可以包含变⼒功;做功的各⼒可以是同时作⽤的,也可以是各⼒在不同阶段做功的和。
应注意分析各⼒做功的正、负。
(2)求各外⼒功时,必须确定各⼒做功所对应的位移段落,逐段累计,并注意重⼒、电场⼒做功与路径⽆关的特点。
(3)下述关系式提供了⼀种判断动能(速度)变化的⽅法。
(4)代⼊公式时,要注意书写格式和各功的正负号,所求的功⼀般都按正号代⼊,如,式中动能增量为物体的末动能减去初动能,不必考虑中间过程。
(5)利⽤动能定理解题时也有其局限性,有时不能利⽤其直接求出速度的⽅向,且只适⽤于单个质点或能看成质点的物体。
5、应⽤动能定理的解题步骤(1)选择过程(哪⼀个物体,由哪⼀位置到哪⼀位置)过程的选取要灵活,既可以选取物体运动的某⼀阶段为研究过程,也可以选取物体运动的全过程为研究过程。
(2)分析过程。
分析各⼒做功情况,求解合⼒所做的功。
如果在选取的研究过程中物体受⼒情况有变化,则⼀定要分段进⾏受⼒分析,求解各个⼒的做功情况。
动能定理知识点总结
动能定理知识点总结动能定理是高中物理中必须掌握的一部分内容,下面就是为您收集整理的动能定理知识点总结的相关文章,希望可以帮到您,如果你觉得不错的话可以分享给更多小伙伴哦!动能定理知识点总结1、什么是动能?它与哪些因素有关?物体由于运动而具有的能叫动能,它与物体的质量和速度有关。
下面通过举例表明:运动物体可对外做功,质量和速度越大,动能越大,物体对外做功的能力也越强。
所以说动能是表征运动物体做功的一种能力。
2、动能公式动能与质量和速度的定量关系如何呢?我们知道,功与能密切相关。
因此我们可以通过做功来研究能量。
外力对物体做功使物体运动而具有动能。
下面我们就通过这个途径研究一个运动物体的动能是多少。
列出问题,引导学生回答:光滑水平面上一物体原来静止,质量为m,此时动能是多少?(因为物体没有运动,所以没有动能)。
在恒定外力F作用下,物体发生一段位移s,得到速度v(如图1),这个过程中外力做功多少?物体获得了多少动能?样我们就得到了动能与质量和速度的定量关系:物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。
用Ek表示动能,则计算动能的公式为:由以上推导过程可以看出,动能与功一样,也是标量,不受速度方向的影响。
它在国际单位制中的单位也是焦耳(J)。
一个物体处于某一确定运动状态,它的动能也就对应于某一确定值,因此动能是状态量。
下面通过一个简单的例子,加深同学对动能概念及公式的理解。
试比较下列每种情况下,甲、乙两物体的动能:(除下列点外,其他情况相同)①物体甲的速度是乙的两倍;②物体甲向北运动,乙向南运动;③物体甲做直线运动,乙做曲线运动;④物体甲的质量是乙的一半。
在学生得出正确答案后总结:动能是标量,与速度方向无关;动能与速度的平方成正比,因此速度对动能的影响更大。
3、动能定理(1)动能定理的推导将刚才推导动能公式的例子改动一下:假设物体原来就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,经过一段位移s,速度达到v2,如图2,则此过程中,外力做功与动能间又存在什么关系呢?外力F做功:W1=Fs摩擦力f做功:W2=-fs可见,外力对物体做的总功等于物体在这一运动过程中动能的增量。
动量动能定理二级公式
动量动能定理二级公式动量动能定理是物理学中的一个重要定理,它描述了物体的动量和动能之间的关系。
它的二级公式可以用来计算物体的动能。
下面我们来详细讨论一下动量动能定理的二级公式。
动量动能定理是描述物体在运动过程中动量和动能之间的关系的定理。
它表明,当一个物体受到外力作用时,它的动量和动能之间存在一个定量关系。
具体来说,动量动能定理可以表示为:动量的变化等于物体所受力的冲量,即Δp = FΔt动能的变化等于物体所受力的功,即ΔK = W其中,Δp表示动量的变化量,F表示作用力,Δt表示作用时间,ΔK表示动能的变化量,W表示力所做的功。
根据动量动能定理的二级公式,我们可以推导出动能的计算公式。
根据定义,动能K等于物体的质量m乘以速度的平方的一半,即K = 1/2mv^2。
动量可以表示为p = mv,将其代入动能的计算公式中,可以得到:K = 1/2mv^2 = (1/2) * (p/m)^2 = p^2/2m这就是动量动能定理的二级公式。
它表明,物体的动能等于其动量的平方除以质量的两倍。
动量动能定理的二级公式可以用来解决一些与动量和动能相关的物理问题。
例如,我们可以利用这个公式来计算物体在受到力的作用下的加速度。
根据牛顿第二定律,力等于质量乘以加速度,即 F = ma。
将这个公式代入动量动能定理的二级公式中,可以得到:K = p^2/2m = (mv)^2/2m = (m^2v^2)/2m = mv^2/2将F = ma代入上式中,可以得到:K = Fd/2其中,d表示物体在力的作用下所沿力的方向移动的距离。
这个公式表明,物体的动能等于作用于它的力乘以它所移动的距离的一半。
动量动能定理的二级公式在物理学中有着广泛的应用。
它不仅可以帮助我们理解物体在运动过程中动量和动能之间的关系,还可以用来解决一些实际问题。
例如,在机械工程中,我们可以利用动量动能定理的二级公式来计算机械装置的动能损失,从而优化机械的设计。
物体的能量与功率计算
物体的能量与功率计算物体的能量和功率是物理学中重要的概念,也是我们在日常生活中经常遇到的。
我们可以通过计算来定量描述物体的能量变化和功率的大小。
在本文中,我们将探讨物体的能量和功率的计算方法,并介绍一些相关实例。
一、能量的计算能量是描述物体状态和运动的重要物理量,它可以分为动能和势能两种形式。
动能(Kinetic Energy)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 ×质量 ×速度²例如,一个质量为2千克,速度为10米/秒的物体的动能为:动能 = 1/2 × 2千克 × (10米/秒)² = 100焦耳(J)势能(Potential Energy)是物体由于位置或形状而具有的能量,它与物体的质量、重力加速度和高度有关。
常见的势能包括重力势能和弹性势能等。
计算势能时,需要确定参考点和零势能的位置。
以重力势能为例,其计算公式为:重力势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度例如,一个质量为5千克,位于地面上的物体的重力势能为:重力势能 = 5千克 × 9.8米/秒² × 0米 = 0焦耳(J)二、功率的计算功率是描述物体做功速度的物理量,它表示单位时间内做功的大小。
功率的计算公式为:功率 = 做功 / 时间其中,做功可以理解为能量的转化或传递过程,通常用焦耳(J)表示。
时间则是完成这个过程所花费的时间,通常用秒(s)表示。
例如,一个物体在2秒内完成了做功100焦耳的过程,那么它的功率为:功率 = 100焦耳 / 2秒 = 50瓦特(W)功率也可以通过物体所受外力和物体速度的乘积来计算。
这是因为力的量纲是质量×加速度,而速度的单位是米/秒,两者相乘的结果是质量×加速度×速度,即功率的单位瓦特(W)。
三、物体能量与功率的应用实例物体的能量和功率计算在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
动量
E K 1 m2 = p1= p2, E m1 K2
EK1=EK2
p1 = p2
m1 m2
动量定理中的F是作用在物体上的合外力, 动量定理中的F是作用在物体上的合外力, 竖直作用问题中重力不能随意怱略。 竖直作用问题中重力不能随意怱略。 的铁锤把钉子钉进木头里, 例:如图,用0.5Kg的铁锤把钉子钉进木头里, 如图, 的铁锤把钉子钉进木头里 打击时铁锤的速度v=4.0m/s,如果打击后铁锤 打击时铁锤的速度 , 的速度变为零,打击时的作用时间是0.010s, 的速度变为零,打击时的作用时间是 , 问铁锤对钉子的作用力是多大? 问铁锤对钉子的作用力是多大?
例、蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、 蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、 翻滚并做各种空中动作的运动项目。 翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量 60kg的运动员 从离水平网面3.2m 的运动员, 3.2m高处自由 为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由 下落, 下落,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0m高处 已知运动员与网接触的时间为1.2s 高处。 1.2s。 5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s。 若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒 力处理,求此力的大小。( 。(g 力处理,求此力的大小。(g=10 m/s2)
),设车上有 (2)同(1),设车上有(k-1)个m’时,车有向左的速度 ) ),设车上有( - ) 时 车有向左的速度v’ 则第k个 扔上车时的速度 扔上车时的速度u’=2k·v’ 则第 个m’扔上车时的速度 设第k个沙袋上车后,车恰好停止 设第 个沙袋上车后, 个沙袋上车后 [(M+ )+( )+(k- ) ] - [( +3m)+( -1)m’]v’-m’·2kv’=0 = k=8 ∴车上共有3+8=11个沙袋 车上共有 + 沙袋 n=8时,车停止滑行,即在x<0一侧第 个沙袋扔到车上后车就停住。故车上 时 车停止滑行,即在 一侧第8个沙袋扔到车上后车就停住 一侧第 个沙袋扔到车上后车就停住。 最终共有大小沙袋3+8=11个 最终共有大小沙袋 个
物理实验测量物体的动能
物理实验测量物体的动能在物理学中,动能是描述物体运动状态的重要物理量之一。
测量物体的动能可以帮助我们深入了解物体的运动规律以及能量转化的过程。
本文将介绍几种常用的实验方法,旨在帮助读者更好地理解和应用动能的概念。
一、引言动能是物体运动所具有的能量,它与物体的质量和速度有关。
根据经典物理学的定义,动能K可以表示为:K = 1/2 * m * v^2,其中m是物体的质量,v是物体的速度。
在测量物体的动能时,我们需要测定物体的质量和速度,并通过计算得到物体的动能值。
二、测量物体质量的方法1. 直接称量法直接称量法是最简单、常用的测量物体质量的方法。
首先,我们需要将待测物体放置在精密天平上,并记录下物体的质量。
在进行测量时,要确保天平的准确性和稳定性,以获得较为准确的质量数值。
通常,我们会进行多次称量,并取平均值来减小误差。
2. 平衡法平衡法是另一种测量物体质量的常用方法。
它利用了物体受到重力的特性。
我们可以将待测物体与已知质量的物体放在同一平衡杆的两端,并通过调整已知质量来使得平衡杆保持水平。
这样,我们就可以通过已知质量来推断待测物体的质量。
三、测量物体速度的方法1. 实验室摆锤法实验室摆锤法是一种常见的测量物体速度的方法。
它利用了重力势能与动能之间的转化关系。
在实验中,我们需要一个具有较大质量的小球和一个可调节高度的直线轨道。
首先,将小球放在轨道顶端,并使其从静止开始自由下落。
在小球下落过程中,我们可以通过测量其通过不同位置所花费的时间来计算速度。
利用动能定理,即动能等于重力势能的转化,可以得到小球在不同位置的动能值。
2. 光电门法光电门法是一种利用光电传感器来测量物体速度的方法。
实验中,我们需要将光电门设置在物体运动的轨道上,并使其与计时器连接。
当物体通过光电门时,光电传感器将会发出信号,计时器会记录下经过的时间。
通过测量不同位置物体通过光电门的时间,我们可以计算出物体在不同位置的速度。
3. 高速摄像测量法高速摄像测量法是一种应用于高速运动物体的速度测量方法。
初中动能定理知识点总结归纳
初中动能定理知识点总结归纳初中动能定理知识点总结归纳动能定理是物理学中非常重要的定理之一,它描述了物体的动能与其质量以及速度之间的关系。
在初中物理学习过程中,我们经常会接触到动能定理这一概念,并通过一系列的实例应用与计算来理解和应用它。
本文将对初中阶段学习动能定理的知识点进行总结归纳,帮助同学们更好地掌握这一重要定理。
动能的概念:动能是表示物体运动状态的物理量,它与物体的质量和速度有关。
动能定理就是描述了物体的动能与质量、速度之间的定量关系。
动能的计算:动能的计算公式为:动能= 1/2 × 质量× 速度的平方。
其中,质量的单位是千克,速度的单位是米/秒,动能的单位是焦耳(J)。
动能定理的表达式:动能定理的表达式为:2 × 动能 = 力× 路程。
这个表达式表示了动能与物体受到的力以及物体移动的路程之间的关系。
当物体受到力作用时,它会产生加速度,从而改变物体的速度,进而改变物体的动能。
动能定理的推导:动能定理的推导可以通过力与物体的位移之间的关系得到。
力的定义是质量乘以加速度,而物体的位移是速度乘以时间。
力与位移之间可以得到力与速度的平方的关系,由此可以推导出动能定理的表达式。
动能定理的应用:动能定理可以应用在各种物理现象和实例的分析中。
例如,在弹簧平衡上,可以通过动能定理计算物体弹簧振动时的最大速度;在碰撞问题中,可以通过动能定理分析物体碰撞前后的动能转化和损失情况;在水平面上的滑坡问题中,可以通过动能定理计算物体从滑坡上滑下来时的速度等等。
动能定理的应用实例:1.小明坐在光滑的滑坡上,开始时速度为0,当他下滑至底部时,速度达到10m/s。
已知小明的质量为50kg,请计算他下滑时的动能。
答:动能 = 1/2 × 质量× 速度的平方= 1/2 × 50kg × (10m/s)^2= 2500焦耳(J)2.小红用力拉弹簧,弹簧随即开始振动。
动能与质量之间的定量关系分析
动能与质量之间的定量关系分析引言:动能和质量是物理学中两个重要的概念,它们之间存在着一定的定量关系。
本文将从动能的定义入手,探讨动能与质量之间的关系,并通过具体案例进行分析,以便更好地理解这一关系的本质。
一、动能的定义与公式推导动能是物体运动所具有的能量,它与物体的质量和速度有关。
根据物理学原理,动能的定义可以通过以下公式来表示:K = 1/2 * m * v^2其中,K代表物体的动能,m代表物体的质量,v代表物体的速度。
二、质量对动能的影响质量是动能的一个重要决定因素。
当速度一定时,质量越大,动能也越大。
这可以从动能公式中看出:K = 1/2 * m * v^2。
当速度一定时,质量增加,动能的值也增加。
这是因为质量的增加会使动能的乘积项变大。
反之,质量减小,动能的值也减小。
三、速度对动能的影响除了质量,速度也是动能的决定因素之一。
当质量一定时,速度越大,动能越大。
同样,这可以从动能公式中推导出来。
当质量一定时,速度增加,动能的值也增加。
由动能公式可知,速度的平方项是动能的关键。
因此,速度越大,动能的值增加得越快。
反之,速度减小,动能的值减小得也很快。
四、案例分析:汽车与火箭的比较为了更好地理解动能与质量之间的关系,我们可以通过比较汽车和火箭的动能来进行深入分析。
首先考虑汽车,它的质量相对较大,但速度相对较低。
由于质量的影响较大,汽车的动能较大。
而速度的影响较小,因此动能的增加较为缓慢。
然后考虑火箭,它的质量相对较小,但速度非常大。
由于速度的影响较大,火箭的动能较大。
而质量的影响较小,因此动能的增加非常迅猛。
综上所述,动能与质量之间存在着一定的定量关系。
质量越大,动能也越大;速度越大,动能也越大。
通过具体案例的比较分析,我们能够更好地理解这一关系,并且可以在实际生活中应用这一原理。
结论:动能与质量之间存在着明显的定量关系。
质量越大,动能也越大;速度越大,动能也越大。
这一关系通过动能的定义和公式推导得出,并且在具体案例分析中得到了证实。
动能与质量之间的定量关系探讨
动能与质量之间的定量关系探讨在物理学中,动能是描述物体运动状态的一个重要概念。
质量则是物体所拥有的一种固有属性,与物体的形状和大小有关。
那么,动能与质量之间存在着什么样的定量关系呢?本文将探讨这一问题,并尝试通过实例来说明动能与质量之间的关系。
首先,我们来回顾一下动能的定义。
动能指的是物体因为运动而具有的能量,可以用以下公式来计算:动能(E) = 1/2 ×质量(m) ×速度(v)²从这个公式可以看出,动能与质量(m)和速度(v)的平方成正比。
也就是说,同样速度下,质量越大的物体具有更大的动能;而在质量相同的情况下,速度越大的物体动能越大。
接下来,让我们通过一个实例来更深入地了解动能与质量之间的定量关系。
假设有两个物体,A和B,它们的质量分别为m1和m2,速度分别为v1和v2,我们可以通过比较它们的动能来探讨它们之间的关系。
首先,我们比较m1v1²和m2v2²这两个动能。
假设m1>m2,v1>v2。
根据动能公式,我们可以得出m1v1²>m2v2²,即质量越大、速度越大的物体具有更大的动能。
接下来,我们比较m1v1²和m1v2²这两个动能。
假设v1>v2。
根据动能公式,我们可以得出m1v1²>m1v2², 即相同质量的物体,在速度越大的情况下,动能越大。
综上所述,可以得出结论:动能与质量和速度之间存在着定量关系,质量越大、速度越大的物体具有更大的动能。
同样质量下,速度越大的物体也具有更大的动能。
这一关系在实际生活中有着重要的应用。
在交通运输中,汽车的动能与车辆速度和质量有直接关系。
高速行驶的汽车,由于速度较快,会具有较大的动能,对周围环境和其他车辆具有较大的冲击力。
因此,在设计道路和车辆安全系统时,需要充分考虑动能与质量之间的关系,以降低交通事故的风险。
此外,在体育竞技中,动能与运动员的质量和速度也密切相关。
动能与力的关系
动能与力的关系动能和力是物理学中两个重要的概念,它们之间存在着密切的关系。
在牛顿力学中,动能和力的关系可以通过动能定理和牛顿第二定律来描述和解释。
一、动能的概念和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,可以用以下公式来计算:动能(K)= 1/2 ×质量(m)×速度(v)²其中,动能的单位是焦耳(J),质量的单位是千克(kg),速度的单位是米/秒(m/s)。
动能的大小取决于物体的质量和速度。
当物体的质量增加或者速度增加时,动能也会增加;反之,当物体的质量减小或者速度减小时,动能也会减小。
二、力的概念和作用力是物体之间相互作用的结果,它是描述物体受到的推、拉、压等作用的物理量。
力可以改变物体的状态,包括物体的速度、形状和方向等。
根据牛顿第二定律,力的大小和方向可以通过以下公式计算:力(F)= 质量(m)×加速度(a)其中,力的单位是牛(N),质量的单位是千克(kg),加速度的单位是米/秒²(m/s²)。
三、动能定理根据动能定理,动能的变化等于物体所受的合外力所做的功。
表达式如下:动能的增量(ΔK)= 合外力(F)×距离(s)这个公式说明了力与动能之间的关系:当物体受到合外力的作用时,力所做的功将改变物体的动能。
四、力对动能的影响力对物体的动能会有两种影响:改变动能的大小和改变动能的方向。
当力与物体的运动方向相同时,力将增加物体的动能。
例如,当我们用力推车,车的速度将增加,动能也会增加。
当力与物体的运动方向相反时,力将减小物体的动能。
例如,当我们用力制动车,车的速度将减小,动能也会减小。
因此,力对动能的影响是与力和物体的运动方向有关的。
五、动能与力的关系总结动能和力之间存在着密切的关系。
力可以改变物体的动能,通过动能定理可以得到力与动能之间的定量关系。
当力与物体的运动方向一致时,力会增加物体的动能;当力与物体的运动方向相反时,力会减小物体的动能。
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第十三章 动能定理(Theorem of kinetic energy )要求:1. 对功的概念有清晰的理解,能熟练计算重力、弹性力、力的功。
2. 能熟练计算平动刚体、定轴转动刚体、平面运动刚体的动能,重力和弹性力的势能。
3. 熟知何种约束力的功为零,何种内力的功之和为零。
4. 能熟练应用动能定理和机械能守恒定律解动力学问题。
5. 能熟练应用动力学基本定理解动力学的综合问题。
本章重点:1. 力的功和物体动能的计算。
2. 动能定理和机械能守恒定律的应用。
3. 综合应用动力学基本定理。
本章难点:综合应用动力学基本定理。
一 力的功1 作用在质点上的力的功:(1)常力沿直线作功:αcos ⋅⋅=⋅=S F S F W功是代数量,在国际单位制中,功的单位为N •m,称为焦耳(J )(2)变力沿曲线作功:将曲线分为无限多个无限小的弧段,每一小段弧长为dS ,与它相对应的无限小位移为r d ,方向与切向单位矢量τ同向。
在每一小段弧上,变力F 可视为常力,于是力F 在无限小位移r d上的元功为a. ds F ds F r d F W ⋅=⋅⋅=⋅=ταδcos⎰⎰⋅=⋅=2121MMMM ds F r d F W τb 用解析式表示: k F j F i F F z y x ++= k d j d i d r d zy x++= dz F dy F dx F W z y x ⋅+⋅+⋅=∴δ ⎰++=21MM z y x dz F dy F dx F W2. 作用在质点系上力系的功:设质点系内任一质点i M 的作i i r F,和则力系()n F F F,,21的总元功等于力系中所有力的元功之和,力系的总功等于力系中所有力的总功之和。
即: ∑⋅=i i dr F W δ ∑⎰⋅=21i i M M i i r d F W3. 几种常见力的功:⑴ 重力功: 设有重为g m的质点M ,由()1111,,z y x M 处沿曲线移至()2222,,z y x M,此时质点的重力在坐标轴上的投影为:0=x F 0=y F mg F z -=∴质点的重力在曲线路程/上的功为: )(2121z z mg mgdz W z z -=-=⎰故重力的功仅与质点的重量及始末位置有关,而与路径无关。
(2)弹力功: 设原长为0r 的弹簧一端固定于点O ,另一端M 沿任一空间曲线由1M 运动至2M ,设弹簧的刚性系数为),/(m N c 在弹性范围内,弹性力rrr r c F ⋅--=)(0弹性力的元功r r d r r r c r d F W ⋅⋅--=⋅=)(0δ r d r r d r r d r d r ==⋅=⋅)2()2(2弹性力F在曲线路程/上的功为:)(2])()[(2)(2221202201021λλ-=---=--=⎰c r r r r c dr r r c W r r令,011r r -=λ 022r r -=λ分别表示弹簧在起点和终点的变形量。
⑶ 作用在转动刚体上力的功:设刚体可绕固定轴Z 转动,作用在转动刚体上力F可分解成相互正交的三个分力平行于轴Z 的轴向力z F ,沿半径的径向力r F,沿轨迹切线的切向力τF 。
当刚体有微小转角ϕd 时,力作用点的位移为τϕτ⋅⋅=⋅=d r ds r d ,ϕϕδτd F M d r F r d F W z ⋅=⋅⋅=⋅=∴)(⎰-=⋅=21)()(12ϕϕϕϕϕz z M d F M W⑷ 动摩擦力的功:设质量为m 的质点M 在粗糙面上运动,动摩擦力vvfF F N ⋅-=摩擦力的元功ds fF vr d v F f r d F W N N -=⋅⋅⋅-=⋅=δ∴摩擦力在曲线上的元功 ⎰⎰⋅-=⋅-=2121M M N M M N ds fF ds fF W可见动摩擦力的功恒为负值,它不仅取决于质点的始末位置,且与质点的运动路径有关。
特别地,若n F =常量时,,s fF W N ⋅-= s 为的曲线长度。
二 有势力,势力场,势能:势力场: 在力场中, 如果作用于质点的场力作功只决定于质点的始末位置,与运动路径无关,这种力场称为势力场。
有势力(保守力 conservative force ):质点在势力场中受到的场力称为有势力(保守力),如重力、弹力等。
势能:在势力场中, 质点从位置M 运动到任选位置M 0, 有势力所作的功称为质点在位置M 相对于位置M 0的势能,用V 表示。
1.重力场 质点:质点系:2. 弹性力场:取弹簧的自然位置为零势能点3. 万有引力场:取与引力中心相距无穷远处为零势能位置三.有势力的功在M 1位置 10101Wr d F V M M =⋅=⎰M 2位置:20202W r d F V M M =⋅=⎰M 1→M 2:21201012V V W W W -=-=有势力的功等于质点系在运动的始末位置的势能之差。
四.质点系内力的功只要A 、B 两点间距离保持不变,内力的元功和就等于零五.理想约束:约束力的元功的和等于零的约束称为理想约束 (1)光滑固定面(2)光滑铰链或轴承约束⎰++=⎰⋅=00M MM MZdzYdy Xdx r d F V Phz z P V ±=-=)(0hP z z P V C C ±=-=)(0221δk V =rm Gm V 21-=B A r d F r d F W ⋅+⋅='δB A r d F r d F ⋅-⋅=)(BA d F ⋅=(3)刚性连接的约束 (4)联结两个刚体的铰(5)柔性而不可伸长的绳索约束物体的动能是由于物体运动而具有的能量,是机械运动强弱的又一种度量。
六.动能 (一).质点的动能:瞬时量,与速度方向无关的正标量,具有与功相同的量纲,单位是J (二).质点系的动能:对于任一质点系:(i v 为第i 个质点相对质心的速度)柯尼希定理刚体的动能:1.平动刚体22222121)(2121C i i i Mv Mv v m v m T ====∑∑2.定轴转动刚体222221)(2121ωωz i i i i I r m v m T =∑=∑= 3.平面运动刚体(P 为速度瞬心)七.动能定理 1. 质点动能定理 两边点乘以有()rd F dt v v m dtd⋅=⋅动能定理的微分形式:将上式沿路径弧21M M 积分,可得动能定理的积分形式221mv T =221ii v m T ∑=∑+=22'2121i i C v m Mv T 221ωP I T =2Md I I C P +=2222221 21)(2121ωωωC C C I v M d M I +=+=Fv m dtd F a m =⇒=)( )21()(2)(2mv d v v d m dt v v m dt d =⋅=⋅而dtv r d ⋅=Wmv d δ=)21(22. 质点系的动能定理对质点系中的一质点i M :i i i W v m d δ=)21(2对整个质点系,有质点系动能定理的微分形式∑=i W dT δ将上式沿路径弧21M M积分,可得质点系动能定理的积分形式 在理想约束的条件下,质点系的动能定理可写成以下的形式∑∑=-=)(12)( ; F F WT T WdT δ[例1] 图示系统中,均质圆盘A 、B 各重P ,半径均为R , 两盘中心线为水平线, 盘A 上作用矩为M (常量)的一力偶;重物D 重Q 。
问下落距离h 时重物的速度与加速度。
(绳重不计,绳不可伸长,盘B 作纯滚动,初始时系统静止)解:取系统为研究对象上式求导得:动能定理的应用:W mv mv =-21222121∑∑∑∑=⇒=ii i i i i W v m d W v m d δδ)21( )21(22∑=-iWT T 12)/( )(R h Qh m W F =+=∑ϕϕ01=T 222221 2121BC A O I v g Q I T ωω'++=)78(16232121221222222P Q gv R gP g Q g P B A +=++=ωω∑=-)(12F WT T 由PQ hg Q R M v h Q R MP Q g v 78)/(4 )(0)78162++=⇒+=-+)( )(21678dtdhv dt dh Q R M dt dv v g P Q =+=⋅+PQ gQ R M a 78)/(8++=1. 图示的均质杆OA 的质量为30kg ,杆在铅垂位置时弹簧处于自然状态。
设弹簧常数k=3kN/m ,为使杆能由铅直位置OA 转到水平位置OA ',在铅直位置时的角速度至少应为多大?解:研究OA 杆)(212.12221)(δδ-+⋅=∑k P W F ])22.14.2(0[3000212.18.93022--⨯⨯+⨯⨯=, 8.284.2303121202021ωω=⨯⨯⨯=T 由02=T ∑=-)(12F W T T2. 行星齿轮传动机构, 放在水平面内。
动齿轮半径r ,重P , 视为均质圆盘;曲柄重Q , 长l , 作用一力偶, 矩为M (常量), 曲柄由静止开始转动; 求曲柄的角速度 (以转角ϕ 的函数表示) 和角加速度.解:取整个系统为研究对象 根据动能定理,得PQ gM l9232+=ϕω对时间求导得2)92(6lP Q gM +=ε)J (4.388-=rad/s67.3 4.3888.280020=-=-ωω∑=ϕM W F )(01=T 21221222 2 2121321ωωg r P v g P g Ql T ⋅++=ωωωrl r v l v ===111 , 222222221292)( 4 )(26ωωωωl g P Q r l g r P l g P g Ql T +=++=ϕωM l gP Q =-+0129222八.机械能守恒定律 机械能:系统的动能与势能的代数和.设质点系只受到有势力(或同时受到不作功的非有势力) 作用,则机械能守恒定律常量=+=+∴2211 V T V T 这样的系统称为保守系统。
[例1] 长为l ,质量为m 的均质直杆,初瞬时直立于光滑的桌面上。
当杆无初速度地倾倒后,求质心的速度(用杆的倾角q 和质心的位置表达)。
解:由于水平方向不受外力,且初始静止,故质心C 铅垂下降。
由于约束反力不作功, 主动力为有势力,因此可用机械能守恒定律求解。
初瞬时:mg l V T ⋅==2,011任一瞬时:222222212412121ym ml y m I T C +=+=θθ 由机械能守恒定律)2(2124120222y lmg y m ml mg l -++=+ θ将θθsin 2l y =代入上式,化简后得动力学普遍定理及综合应用动力学普遍定理包括质点和质点系的动量定理、动量矩定理和动能定理。