高中物理 动能 动能定理

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《动能 动能定理》 知识清单

《动能 动能定理》 知识清单

《动能动能定理》知识清单一、动能1、定义物体由于运动而具有的能叫做动能。

2、表达式动能的表达式为:$E_{k} =\frac{1}{2}mv^2$,其中$m$是物体的质量,$v$是物体的速度。

3、理解要点(1)动能是一个状态量,它与物体的运动状态(速度)相对应。

(2)动能具有相对性,其值与参考系的选取有关。

通常情况下,我们在研究问题时会选取地面为参考系。

(3)动能是标量,只有大小,没有方向。

4、单位在国际单位制中,动能的单位是焦耳(J)。

二、动能定理1、内容合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量。

2、表达式$W_{合} =\Delta E_{k} = E_{k2} E_{k1}$其中,$W_{合}$表示合外力做的功,$E_{k2}$表示末动能,$E_{k1}$表示初动能。

3、理解要点(1)动能定理中所说的“功”是指合外力做的功,包括恒力做功和变力做功。

(2)“动能的变化量”是指末动能与初动能的差值,即$\DeltaE_{k} =\frac{1}{2}mv_2^2 \frac{1}{2}mv_1^2$。

(3)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;适用于单个物体,也适用于多个物体组成的系统。

4、应用动能定理的一般步骤(1)确定研究对象和研究过程。

(2)对研究对象进行受力分析,求出各力的做功情况(包括大小、正负)。

(3)明确初、末状态的动能。

(4)根据动能定理列方程求解。

三、动能定理与牛顿运动定律的比较1、相同点动能定理和牛顿运动定律都是解决力学问题的重要规律。

2、不同点(1)牛顿运动定律是从力的瞬时作用效果来研究运动和力的关系;而动能定理则是从力对空间的积累效果来研究运动和力的关系。

(2)牛顿运动定律一般只适用于恒力作用下的运动情况;而动能定理对于恒力、变力作用下的运动情况都适用。

(3)应用牛顿运动定律解题时,需要对物体进行受力分析和运动分析,过程较为复杂;而应用动能定理解题时,只需要考虑合力做功和初、末动能,解题过程相对简便。

动能定理

动能定理

小结: 小结:
动能定理及应用
一、动能定理的内容 二、如何理解动能定理 三、应用动能定理解题步骤 四、动能定理的应用实例
3、动能定理的适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动,也适用于 动能定理既适用于直线运动, 动能定理既适用于直线运动 曲线运动 (2)既适用于恒力做功,也适用于 既适用于恒力做功, 既适用于恒力做功 ; ;
变力做功 (3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可 力可以是各种性质的力,既可以同时作用, 力可以是各种性质的力 以 . 不同时作用
动能定理的应用 ——运用技巧 运用技巧
【例4】物体从高出地面H处,由静止自由下落, 物体从高出地面 处 由静止自由下落, 如图所示,不考虑空气阻力, 如图所示,不考虑空气阻力,落至地面进入沙坑深 h处停止,求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重 处停止, 处停止 力的多少倍? 力的多少倍? 点评: 点评: a、选择适当的过程可以把运算简 单化 总功可按不同过程的功求和, b、总功可按不同过程的功求和, 也可按各力的功求和来进行求解。 也可按各力的功求和来进行求解。
点评: 点评: 求变力做功不能直接用功的公式, 求变力做功不能直接用功的公式,可将变力所做 的功通过功能关系来求解。 的功通过功能关系来求解。
动能定理的应用 ——求功 求功
一根劲度系数为k的弹簧 【归类】7.如图 一根劲度系数为 的弹簧 上端系 归类】 .如图,一根劲度系数为 的弹簧,上端系 在天花板上,下端系一质量为 的物体A,A通过一段 下端系一质量为m 在天花板上 下端系一质量为 A的物体 通过一段 细线吊一质量为m 的物体B,整个装置静止 试求: 整个装置静止.试求 细线吊一质量为 B的物体 整个装置静止 试求 (1)系统静止时弹簧的伸长量 系统静止时弹簧的伸长量. 系统静止时弹簧的伸长量 (3)设剪断细线后 物体上升至弹簧原长时的速度为 设剪断细线后,A物体上升至弹簧原长时的速度为 设剪断细线后 物体上升至弹簧原长时的速度为v, 则此过程中弹力对物体A做的功 做的功. 则此过程中弹力对物体 做的功

动能和动能定理

动能和动能定理
Ek 0 mv0
2
1 2
Ekt mvt
2
W合
由动能定理
1 2 1 2
W合外力 mvt mv0
2
2
应用动能定理
得:
课堂小结
一、动能的表达式 Ek = mv2

1.标量:动能总是正值
2.相对性:相对于地面的速度
3.与速度关系:
(1)数值关系:
(2)瞬时关系:
(3)变化关系:
弹力做功WF
弹性势能kx2/2
?力做功 W
动能表达式?
【情景1】光滑水平面上,质量为m的物体,在与运动方向相同
的恒力F 的作用下发生一段位移l,速度由v1增加到v2。试求这
个过程中力F做的功。
【解析】根据牛顿第二定律有: F=ma
v22 - v12
速度与位移的关系式: l
2a
2
2
2
1
v -v
例:从高为h的山崖上,以
初速度V0抛出一石块,抛出
的速度方向与水平方向之间
的夹角为θ,不计空气阻力。
求石块落到地面上时的速度
大小。
答案: V V0 2 2 gh
动能定理的解题思路
选择研究对象
确定研究过程
确定
过程初末状态动能
受力分析
求合外力的总功
教材 第88页
解:以______为研究过程
1 2
④匀速圆周运动的动能变化吗?
一、动能的表达式
1.定义:物体由于运动而具有的能量叫作动能

E
=
mv2
2.表达式: k

3.单位:焦耳
1kg·m2/s2=1N·m=1J
如图小球碰墙后以原速率反弹 ,

高三物理动能定理

高三物理动能定理

程中克服摩擦力做的功.
解:(1)由B到C平抛运动的时间为t 竖直方向:hBc=s sin37o=1/2gt2 (1) 水平方向:s cos370=vBt 代入数据,解(1)(2)得 (2) A到B过程,由动能定理有 ( 2) vB=20m/s (3)
1 2 mghAB W f mvB 2
代入数据,解(3)(4)得 Wf =-3000J
2 1 1 2 WF mgS mv83 0.1 4 10 167 4 2 2 676J 2 2
028.上海普陀区08年1月期末调研试卷23
23、如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固
定的水平直杆上,环与杆间的动摩擦因数为 µ 。
现给环一个向右的初速度v0,如果环在运动过程
F1 mg ma1 F2 mg ma2
12 0 -4
F/N
2 4 6 8 10 12 14 16 t/s
加速度为a2=-2m/s2
画出v-t 图像如图示, 在一个4秒时间内的位移为8m, 84s内的位移等于21×8=168m 由图像和比例关系知:在3s末物体的速度大小为2m/s, 在3—4秒时间内的位移为1m, 83s末物体的速度大小为v83=2m/s , 83内物体的位移大小为S=167m, v/ ms-1 4 t/s 0 2 4 6 8 10 12 80 82 84 1 2 WF mgS mv83 由动能定理 力F对物体所做的功为
6、 应用动能定理解题的注意事项: ①要明确物体在全过程初、末两个状态时的动能;
②要正确分析全过程中各段受力情况和相应位移, 并正确求出各力的功;
③动能定理表达式是标量式,不能在某方向用速度 分量来列动能定理方程式:
④动能定理中的位移及速度,一般都是相对地球而 言的.

高中物理必修2动能定理和机械能守恒定律复习

高中物理必修2动能定理和机械能守恒定律复习

高中物理必修2动能定理、机械能守恒定律复习考纲要求1、动能定理 (Ⅱ)2、做功与动能改变的关系 (Ⅱ)3、机械能守恒定律 (Ⅱ)知识归纳1、动能定理(1)推导:设一个物体的质量为m ,初速度为V 1,在与运动方向相同的恒力F 作用下,发生了一段位移S ,速度增加到V 2,如图所示。

在这一过程中,力F 所做的功W=F ·S ,根据牛顿第二定律有F=ma ;根据匀加速直线运动的规律,有:V 22-V 13=2aS ,即aV V S 22122-=。

可得:W=F ·S=ma ·2122212221212mV mV a V V -=- (2)定理:①表达式 W=E K2-E K1 或 W 1+W 2+……W n =21222121mV mV - ②意义 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变化。

ⅰ、如果合外力对物体做正功,则E K2>E K1 ,物体的动能增加;ⅱ、如果合外力对物体做负功,则E K2<E K1 ,物体的动能减少;ⅱ、如果合外力对物体不做功,则物体的动能不发生变化。

(3)理解:①外力对物体做的总功等于物体动能的变化。

W 总=△E K =E K2-E K1 。

它反映了物体动能变化与引起变化的原因——力对物体做功的因果关系。

可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能减少。

外力可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他力,但物体动能的变化对应合外力的功,而不是某一个力的功。

②注意的动能的变化,指末动能减初动能。

用△E K 表示动能的变化,△E K >0,表示动能增加;△E K <0,表示动能减少。

③动能定理是标量式,功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式。

(4)应用:①动能定理的表达式是在恒力作用且做匀加速直线运动的情况下得出的,但它也适用于减速运动、曲线运动和变力对物体做功的情况。

②动能定理对应的是一个过程,并且它只涉及到物体初末态的动能和整个过程中合外力的功,它不涉及物体运动过程中的加速度、时间和中间状态的速度、动能,因此用它处理问题比较方便。

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: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。

人教版高中物理必修第2册 第八章 3 动能和动能定理

人教版高中物理必修第2册 第八章 3 动能和动能定理

B.该物体动能增加,增加量等于4 J
C.该物体重力势能减少,减少量等于2 J
D.该物体重力势能增加,增加量等于2 J
答案 BD
解析 重力做负功,重力势能增加,增加量等于克服重力做的功,选项C错误,
选项D正确;根据动能定理知该物体动能增加,增加量为4 J,选项A错误,选项
B正确。
课堂篇 探究学习
探究一
一个相对客车静止的质量为4 kg的行李,行李的动能是(
A.0 J
)
B.200 J
C.450 J D.900 J
答案 B
解析 行李的速度v=10 m/s,所以行李的动能Ek=
1 2
mv =200
2
J,选项B正确。
3.(多选)一物体在运动过程中,重力做了-2 J的功,合力做了4 J的功,则(
)
A.该物体动能减少,减少量等于4 J
答案 √
)
(3)合力不为零,物体的动能一定会变化。(
)
答案 ×
解析 合力不为零,合力做功可能为零,此时物体的动能不会变化。
(4)物体所受合力做正功,则它的动能一定增加。(
)
答案 √
(5)做匀速圆周运动的物体动能不变,速度变化。(
答案 √
)
2.在水平路面上,有一辆客车以10 m/s的速度匀速行驶,在车厢后座上放着
(2)应用牛顿运动定律和运动学规律时,涉及的有关物理量比较多,对运动
过程中的细节也要仔细研究,而应用动能定理只考虑合力做功和初、末两
个状态的动能,并且可以把不同的运动过程合并为一个全过程来处理。
2.应用动能定理解题的一般步骤
(1)选取研究对象(通常是单个物体),明确它的运动过程。
(2)对研究对象进行受力分析,明确各力做功的情况,即是否做功?做正功还

物理中的动能定理

物理中的动能定理

物理中的动能定理动能定理是物理学中的重要定理之一,描述了物体的动能与所受的力的关系。

动能定理可以用来解释物体在运动过程中的能量转化和能量守恒。

一、动能的定义动能是指物体由于运动而具有的能量。

在经典力学中,动能可以用物体的质量和速度来计算,公式为:动能 = 1/2 x 质量 x 速度的平方二、动能定理的表述动能定理可以表述为:物体的动能变化等于所受的净作用力所做的功。

简化公式为:动能的增量 = 功三、动能定理的推导为了推导动能定理,我们需要了解牛顿第二定律和功的概念。

1. 牛顿第二定律牛顿第二定律描述了物体在受力作用下的加速度与所受力的关系,公式为:加速度 = 受力 / 质量2. 功的定义在物理学中,功是指力对物体运动所做的能量转移。

对于沿着力的方向移动的物体来说,功可以表示为:功 = 力 ×距离× cosθ其中,θ为力和位移之间的夹角。

根据以上两个概念,我们可以推导出动能定理。

将牛顿第二定律中的受力表示为:受力 = 质量 ×加速度代入功的定义中,我们可以得到:功 = (质量 ×加速度) ×距离× cosθ由于加速度 = 速度的变化量 / 时间,我们可以将其整理为:功 = (质量 × (末速度 - 初速度) / 时间) ×距离× cosθ将距离除以时间可以得到速度,进一步简化为:功 = 质量 × (末速度 - 初速度) ×速度× cosθ代入动能的定义动能 = 1/2 ×质量 ×速度的平方,我们可以得到:功 = 质量 × (末速度 - 初速度) ×速度× cosθ = 动能的增量因此,动能定理得到证明。

四、动能定理的应用动能定理在物理学中有着广泛的应用。

以下是一些应用举例:1. 车辆刹车过程中的动能转化当车辆刹车时,制动器对车轮施加了一个反向的摩擦力,使车轮减速。

高中物理必修二第八章 机械能守恒定律 动能和动能定理

高中物理必修二第八章 机械能守恒定律 动能和动能定理

2.物理意义:动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系, 即若合外力做正功,物体的动能增加,若合外力做负功,物体的动能减小,做了多 少功,动能就变化多少. 3.实质:动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时,在空间上的累积 效果.
例 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系,正确的是 A.物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化 B.若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零
动能减少.
例 关于物体的动能,下列说法正确的是
√A.物体的质量、速度不变,其动能一定不变
B.物体的动能不变,其速度一定不变 C.两个物体中,速度大的动能也大 D.某一过程中物体的速度变化越大,其动能的变化一定越大
解析 根据Ek=12 mv2可知,如果物体的质量、速度不变,则动能不变,故A正确; 如果物体的动能不变,则说明其速度大小一定不变,方向可能变化,故B错误; 动能由质量和速度大小共同决定,速度大的物体动能不一定大,故C错误; 做匀速圆周运动的物体,速度变化可能大,但动能不变,故D错误.
素有质量.
知识深化 1.对动能的理解 (1)动能是标量,没有负值,与物体的速度方向无关. (2)动能是状态量,具有瞬时性,与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应. (3)动能具有相对性,选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以地 面为参考系. 2.动能变化量ΔEk ΔEk=12mv22-12mv12,若 ΔEk>0,则表示物体的动能增加,若 ΔEk<0,则表示物体的
即学即用
判断下列说法的正误.
(1)某物体的速度加倍,它的动能也加倍.( × ) (2)两质量相同的物体,动能相同,速度一定相同.( × ) (3)物体的速度变化,动能一定变化.( × ) (4)合外力做功不等于零,物体的动能一定变化.( √ ) (5)物体的速度发生变化,合外力做功一定不等于零.( × ) (6)物体的动能增加,合外力做正功.( √ )

2025《高中物理总复习》6.2动能定理及其应用

2025《高中物理总复习》6.2动能定理及其应用

第2讲动能定理及其应用课程标准素养目标1.理解动能和动能定理.2.能用动能定理解释生产生活中的现象.物理观念:了解动能的概念和动能定理的内容.科学思维:会用动能定理分析曲线运动、多过程运动问题.返回导航考点一动能、动能定理的理解【必备知识•自主落实】1.动能动能是标量(1)定义:物体由于运动而具有的能.(2)公式:E k=^mv2v是瞬时速度(3)单位:焦耳,1J=1N m=l kg m2/s2.(气)动能]的变化:物体末动能与初动能之差,即AEk=答案返回导航2.动能定理“力”指的是物体受到的合力(1)内容:力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.合力所做的总功1719(2)表达式:W=(3)物理意义:合外力的功是物体动能变化的量度.答案返回导航【关键能力.思维进阶]1.甲、乙两物体的质量分别用m甲、m乙表示,甲、乙两物体的速度大小分别用v甲、v乙表示,则下列说法正确的是()A.如果m乙=2m甲,v甲=2v乙,则甲、乙两物体的动能相等B.如果m甲=2m乙,v乙=2v甲,则甲、乙两物体的动能相等C.如果m乙=2m甲,v乙=2v甲,则甲、乙两物体的动能相等D.如果111甲=111乙,v¥=v^,两物体的速度方向相反,此时两物体的动能相等答案:D解析:由动能的表达式氏=fl"”?可知,A、B、C错误;动能是标量,只与物体的质量和速度的大小有关,与速度方向无关,D正确.解析■答案返回导航2.(多选)如图所示,电梯质量为M,在它的水平底板上放置一质量为m 的物体.电梯在钢索的拉力作用下做竖直向上的加速运动,当电梯的速度由V|增大到V2时,上升高度为H.则在这个过程中,下列说法正确的是(重力加速度为g)()A.对物体,动能定理的表达式为W=:mv专-:mv,,其中W为支持力做的功B.对物体,动能定理的表达式为W合=0,其中W合为合力做的功C.对物体,动能定理的表达式为W—mgH=:mv芸一?mv,,其中W为支持力做的功|D.对电梯,其所受合力做功为!Mv专一I—―I答案:CD解析■答案胃返回导航思维提升有能与动能变化的区别(1)动能与动能的变化是两个不同的概念,动能是状态量,动能的变化是过程量.(2)动能没苔负值,而动能变化量有正负之分.JE,>0表示物体的动能增加,/E r VO表示物体的动能减少.返回导航2.对动能定理的理解做功的过程就是能量转化的过程,动能定理表达式中的意义是一种因果关系在数值上相等的符号.因果关系一合力做功是物体动能变化的原因数量关系一合力做的功与动能变化可以等量代换单位关系一国际单位都是焦耳返回导航返回导航考点二动能定理的基本应用【关键能力•思维进阶】应用动能定理的注意事项(1)方法的选择:动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不涉及加速度及时间,比动力学方法要简捷.(2)过程的选择: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),此时可以分段应用动能定理,也可以对全过程应用动能定理.如果对整个过程应用动能定理,往往能使问题简化.(3)规律的应用:动能定理表达式是一个标量式,不能在某个方向上应用动能定理.返回导航考向1应用动能定理求变力的功例1承德的转盘滑雪机为我国自主原创、世界首例的专利产品.一名运 动员的某次训练过程中,转盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以角速度3 = 0.5,以〃s 顺时针匀速转动,质量为60 kg 的运动员在盘面上离转轴10 m 半 径上滑行,滑行方向与转盘转动方向相反,在最低点的速度大小为10 m/s, 滑行半周到最高点的速度大小为8 m/s,该过程中,运动员所做的功为6 500 J,巳知盘面与水平面夹角为18° , g 取10 mis 1, sin 18° =0.31, cos 18° =0.95,则该过程中运动员克服阻力做的功为( )A. 4 240 J C. 3 860JB. 3740 JD. 2 300 J 答案:c解析■答案返回导航考向2应用动能定理求解直线运动问题例2如图所示,一斜面体ABC 固定在水平地面上,斜面AD 段粗糙、DC 段光 滑,在斜面底端C 点固定一轻弹簧,弹簧原长等于CD 段长度.一质量m = 0.1 蚀的小物块(可视为质点)从斜面顶端A 以初速度v 0=2力/s 沿斜面下滑,当弹簧 第一次被压缩至最短时,其长度恰好为原长的一半,物块沿斜面下滑后又沿 斜面向上返回,第一次恰能返回到最高点A.己知弹簧的原长L o = O.2 m,物块 与斜面AD 段间的动摩擦因数p=g 斜面倾角0=30° ,重力加速度g=10 tn/s 2,6弹簧始终处于弹性旭度范围内.下列说法中正确的是()A. A 、D 间的足巨鬲X n )=0.2 m%B. 物块第一次运动到D 点时的速度大小为匝m/sC. 弹簧第一次被压缩到最短时的弹性势能为0.3 Jn D. 物块在斜面AD 段能滑行的总路程为1.6 mCB 答案:D 解析■答案返回导航考向3应用动能定理求解曲线运动问题例3[2023-湖北卷]如图为某游戏装置原理示意图.水平桌面上固定一半圆形竖直挡板,其半径为2R、内表面光滑,挡板的两端A、B在桌面边缘,B与半径为R的固定光滑圆弧轨道COE在同一竖直平面内,过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°.小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧,从B点飞出桌面后,在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧,并恰好能到达轨道的最高点D.小物块与桌面之间的动摩擦因数为重力加速度大小21T为g,忽略空气阻力,小物块可视为质点.求:a A(1)小物块到达D点的速度大小;(2)B和D两点的高度差;(寻f(3)小物块在A点的初速度大小.芯夕次答案返回导航思维提升求解多过程问题抓好“两状态,一过程”“两状态”即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况;“一过程”即明确研究过程,确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息.返回导航考向4动能定理在往复运动问题中的应用1.往复运动问题:在有些问题中物体的运动过程具有重复性、往返性,而在这一过程中,描述运动的物理量多数是变化的,而且重复的次数又往往是无限的或者难以确定.2.解题策略:此类问题多涉及滑动摩擦力或其他阻力做功,其做功的特点是与路程有关,运用牛顿运动定律及运动学公式将非常繁琐,甚至无法解出,由于动能定理只涉及物体的初、末状态,所以用动能定理分析这类问题可使解题过程简化.返回导航例4(多选)[2024-山东模拟预测]如图,左侧光滑曲面轨道与右侧倾角a= 37°的斜面在底部平滑连接且均固定在水平地面上,质量为m的小滑块从斜面上离斜面底边高为H处由静止释放,滑到斜面底端然后滑上左侧曲面轨道,再从曲面轨道滑上斜面,滑块第一次沿斜面上滑的最大高度为&H,多次往复运动.不计空气阻力,重力加速度为g,sin37°=0.6.返回导航下列说法正确的是()A.滑块第一次下滑过程,克服摩擦力做的功为土mgHB.滑块第1次下滑的时间与第1次上滑的时间之比为:4C.滑块与斜面间的动摩擦因数为寿D.滑块从静止释放到第n次上滑到斜面最高点的过程中,系统产生的热量为(l—*)mgH答案:BCD解析■答案返回导航返回导航考点三动能定理与图像结合问题【关键能力•思维进阶】考向1E r x(W-x)图像问题例5(多选)一滑块从某固定粗糙斜面底端在沿斜面向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动,某时刻撤去恒力,上升过程中滑块的动能和重力势能随位移变化的图像如图所示,图中E和、So为已知量,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.恒力的大小为譬酮三B.斜面倾角的正饥值为0.75C.滑块下滑到斜面底端时的速度大小为玄笋D.滑块的质量可表示为竺剪\gs。

动能定理的定义

动能定理的定义

动能定理的定义动能定理是物理学中的一个基本定理,它描述了物体的运动状态和能量之间的关系。

该定理表明,一个物体的动能等于其质量乘以速度的平方,并且动能的变化率等于物体所受的合力所做的功率。

动能是一个物体由于运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关。

动能的单位是焦耳(J),它等于千克米每秒的平方。

如果一个物体的质量为m,速度为v,则它的动能为:K = 1/2 mv其中,K是动能,m是物体的质量,v是物体的速度。

动能定理指出,一个物体的动能的变化率等于物体所受的合力所做的功率。

这可以用以下公式表示:dK/dt = Fv其中,dK/dt是动能的变化率,F是物体所受的合力,v是物体的速度。

这个公式意味着,如果一个物体所受的合力是恒定的,那么它的动能的变化率也是恒定的。

如果物体所受的合力为0,则它的动能不会发生变化。

如果物体所受的合力不为0,则它的动能会发生变化,变化率等于物体所受的合力所做的功率。

动能定理的应用动能定理在物理学中有很多应用。

以下是一些例子:1. 计算物体的速度如果已知一个物体的动能和质量,可以使用动能定理来计算它的速度。

例如,如果一个物体的动能为100焦耳,质量为2千克,那么它的速度为:K = 1/2 mv100 = 1/2 x 2 x vv = 100/2v = 10米/秒因此,该物体的速度为10米/秒。

2. 计算物体所受的合力如果已知一个物体的动能和速度,可以使用动能定理来计算它所受的合力。

例如,如果一个物体的动能为100焦耳,速度为5米/秒,那么它所受的合力为:dK/dt = FvF = dK/dt / vF = 100 / (5 x 1)F = 20牛因此,该物体所受的合力为20牛。

3. 计算物体的加速度如果已知一个物体所受的合力和质量,可以使用动能定理来计算它的加速度。

例如,如果一个物体的质量为2千克,所受的合力为20牛,那么它的加速度为:dK/dt = FvF = madK/dt = mava = dK/dt / mva = (20 x 5) / (2 x 5)a = 2米/秒因此,该物体的加速度为2米/秒。

【高中物理】动能定理

【高中物理】动能定理
动能定理和功能关系
湛江市二中物理

、3
一、动能EK 1.定义:物体由于运动而具有的能叫动能, 2.公式:Ek=1/2mv2,单位:J. 3.动能是标量,是状态量,V 4.动能的变化△Ek=1/2mVt2-1/2mV02. △Ek>0, 表示物体的动能增加; △Ek<0,表示物体的 动能减少.
二、动能定理
我们在处理问题时可以从能量变化来求功,也可以从物体做功的多少来求能量的变化.
P初
P末,
力做功等于重力势能的增加量W =ΔE =E -E 动能是标量,是状态量,V是瞬时速度。
(2)动能定理适用于单个物体,也适用于系统; 外力对物体做的总功为正功,则物体的动能增加;

P增 P末 P
初应用:利用动能定理求变力的功
(3)应用动能定理解题,一般比牛顿第二定律解题要简便. 一般牵扯到力与位移关系的题目中,优先考虑使用动能 定理
3.应用动能定理解题的基本步骤: (1) (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ห้องสมุดไป่ตู้做 负功?做多少功?然后求各个力做功的代数和. (3)明确物体在过程的始未状态的动能EK0和EKt (4)列出动能的方程W合=EKt-EK0,及其他必要辅 助方程,进行求解.
P91 题型二
4、使用动能定理应注意的问题:
①物体动能的变化是由于外力对物体做功 引起的.外力对物体做的总功为正功,则 物体的动能增加;反之将减小.外力对物 体所做的总功,应为所有外力做功的代数 和,包含重力.
②有些力在物体运动全过程中不是始终存在的, 若物体运动过程中包含几个物理过程,物体运动 状态、受力等情况均发生变化,因而在考虑外力 做功时,必须根据不同情况分别对待.

高中物理 第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理讲义(含解析)新人教版必修2-新人教版高中必

高中物理 第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理讲义(含解析)新人教版必修2-新人教版高中必

第7节动能和动能定理一、动能1.大小:E k =12mv 2。

2.单位:国际单位制单位为焦耳,1 J =1N·m=1 kg·m 2/s 2。

3.标矢性:动能是标量,只有大小,没有方向,只有正值,没有负值。

二、 动能定理1.推导:如图所示,物体的质量为m ,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生了一段位移l ,速度由v 1增加到v 2,此过程力F 做的功为W 。

1.物体由于运动而具有的能量叫做动能,表达式为E k =12mv 2。

动能是标量,具有相对性。

2.力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,这个结论叫动能定理,表达式为 W =E k2-E k1。

3.如果物体同时受到几个力的共同作用,则W 为合力 做的功,它等于各个力做功的代数和。

4.动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功, 既适用于直线运动,也适用于曲线运动。

2.内容:力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。

3.表达式:W=E k2-E k1。

4.适用范围:既适用于恒力做功也适用于变力做功;既适用于直线运动也适用于曲线运动。

1.自主思考——判一判(1)速度大的物体动能也大。

(×)(2)某物体的速度加倍,它的动能也加倍。

(×)(3)合外力做功不等于零,物体的动能一定变化。

(√)(4)物体的速度发生变化,合外力做功一定不等于零。

(×)(5)物体的动能增加,合外力做正功。

(√)2.合作探究——议一议(1)歼­15战机是我国自主研发的第一款舰载战斗机,如图所示:①歼­15战机起飞时,合力做什么功?速度怎么变化?动能怎么变化?②歼­15战机着舰时,动能怎么变化?合力做什么功?增加阻拦索的原因是什么?提示:①歼­15战机起飞时,合力做正功,速度、动能都不断增大。

②歼­15战机着舰时,动能减小,合力做负功。

动能与动能定理

动能与动能定理

动能与动能定理动能是物体运动时所具有的能量,是描述物体运动状态的重要物理量。

在物理学中,动能与动能定理是研究物体运动和能量转化的基本概念之一。

本文将介绍动能的定义、计算公式以及动能定理的内容和应用。

一、动能的定义和计算公式动能是物体运动时所具有的能量,它的大小取决于物体的质量和速度。

在经典力学中,动能的定义公式如下:动能(K)= 1/2 ×质量(m)×速度的平方(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)。

二、动能定理的表达式和意义动能定理是指在施加恒定力的情况下,质点的动能随时间的变化率等于该力所做的功。

动能定理的表达式如下:∆K = F × ∆x其中,∆K表示动能的变化量,F表示物体上施加的恒定力,∆x表示物体移动的距离。

动能定理的意义在于揭示了物体运动和能量转化之间的关系,它描述了力如何通过做功来改变物体的动能。

当物体受到力的作用而发生位移时,就表示力对物体做了功,从而改变了物体的动能。

三、动能定理的应用1. 求解物体的加速度:由动能定理可得∆K = F × ∆x = ma × ∆x根据物体的位移∆x和动能的变化量∆K,可以求解物体的加速度a。

2. 验证机械能守恒:当物体只受保守力(如重力、弹性力等)作用时,没有非保守力(如摩擦力、空气阻力等)的情况下,根据动能定理可得∆K = W = ∆U其中,W表示物体所受到的外力做的功,∆U表示物体势能的变化。

如果∆K = 0,即动能没有发生变化,则表示物体的机械能守恒。

3. 计算物体的势能:当物体只受保守力作用时,根据动能定理可得∆K = -∆U通过求解势能变化量∆U,可以计算物体的势能。

4. 研究碰撞问题:在碰撞过程中,根据动能定理可以计算物体的动能变化量。

对于弹性碰撞,动能定理可以用来分析碰撞前后物体的速度变化;对于非弹性碰撞,动能定理可以用来计算动能损失的大小。

高中物理必修2动能和动能定理.ppt

高中物理必修2动能和动能定理.ppt


①②得F=
mv2
2l
+
kmg
用牛顿运动定律求解:
由 v2-v02 =2al 得a=2vl2 ①
F合=F-F阻=F- kmg =ma ②

①②得F=
2l
mv2
+ kmg
用动能定理求解:
例题
一质量为m、速度为v0 的汽车在关闭发动机 后于水平地面滑行了距离l 后停了下来。试求汽车
受到的阻力。
用牛顿运动定律求解:
(四)用动能定理可求物体的速度
例4一个质点在一个恒力F的作用下由静止开 始运动,速度达到v,然后换成一个方向相 反的大小为3F的恒力作用,经过一段时间 后,质点回到出发点,求质点回到原出发 点时的速度。
1、动能: 物体由于运动而具有的能。 2、动能定理:
Ek
=
1 mv2 2
合外力对物体做的总功,等于物体动能的变化。
解题步骤
1. 选择对象并受力分析 2.明确研究的过程指出初、末态的动能 3. 计算合外力的总功 4. 根据动能定理列式求解
《动能定理》的解题思路训练
(一)用动能定理可求力 例1一物体质量为10kg,在平行于斜面的拉
力F的作用下沿斜面向上运动,斜面于物体 间的滑动摩擦系数为μ=0.1,当物体运动到 斜面中点时,去掉力F,物体刚好可运动到 斜面顶端停下,设斜面倾角为300,取 g=10m/s2,求拉力F。
B.动能总是正值,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, 但是速度变化时,动能不一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
练习 2、 物体沿高H的光滑斜面从顶端由静止下滑, 求它滑到底端时的速度大小。
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动能动能定理
动能定理是高中教学重点内容,也是高考每年必考内容,由此在高中物理教学中应提起高度重视。

一、教学目标
1.理解动能的概念:
(1)知道什么是动能。

制中动能的单位是焦耳(J);动能是标量,是状态量。

(3)正确理解和运用动能公式分析、解答有关问题。

2.掌握动能定理:
(1)掌握外力对物体所做的总功的计算,理解“代数和”的含义。

(2)理解和运用动能定理。

二、重点、难点分析
1.本节重点是对动能公式和动能定理的理解与应用。

2.动能定理中总功的分析与计算在初学时比较困难,应通过例题逐步提高学生解决该问题的能力。

3.通过动能定理进一步加深功与能的关系的理解,让学生对功、能关系有更全面、深刻的认识,这是本节的较高要求,也是难点。

三、主要教学过程
(一)引入新课
初中我们曾对动能这一概念有简单、定性的了解,在学习了功的概念及功和能的关系之后,我们再进一步对动能进行研究,定量、深入地理解这一概念及其与功的关系。

(二)教学过程设计
1.什么是动能?它与哪些因素有关?这主要是初中知识回顾,可请学生举例回答,然后总结作如下板书:
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E k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。

其中F 与物体运动同向,它做的功使物体动能增大;f与物体运动反向,它做的功使物体动能减少。

它们共同作用的结果,导致了物体动能的变化。

将上述问题再推广一步:若物体同时受几个方向任意的外力作用,情况又如何呢?引导学生推导出正确结论并板书:
外力对物体所做的总功等于物体动能的增加,这个结论叫动能定理。

用W总表示外力对物体做的总功,用E k1表示物体初态的动能,用E k2表示末态动能,则动能定理表示为:
(2)对动能定理的理解
动能定理是学生新接触的力学中又一条重要规律,应立即通过举例及分析加深对它的理解。

a.对外力对物体做的总功的理解
有的力促进物体运动,而有的力则阻碍物体运动。

因此它们做的功就有正、负之分,总功指的是各外力做功的代数和;又因为W总=W1+W2+…=F1·s+F2·s+…=F合·s,所以总功也可理解为合外力的功。

b.对该定理标量性的认识
因动能定理中各项均为标量,因此单纯速度方向改变不影响动能大小。

如匀速圆周运动过程中,合外力方向指向圆心,与位移方向始终保持垂直,所以合外力做功为零,动能变化亦为零,并不因速度方向改变而改变。

c.对定理中“增加”一词的理解
由于外力做功可正、可负,因此物体在一运动过程中动能可增加,也可能减少。

因而定理中“增加”一词,并不表示动能一定增大,它的确切含义为末态与初态的动能差,或称为“改变量”。

数值可正,可负。

d.对状态与过程关系的理解
功是伴随一个物理过程而产生的,是过程量;而动能是状态量。

动能定理表示了过程量等于状态量的改变量的关系。

4.例题讲解或讨论
主要针对本节重点难点——动能定理,适当举例,加深学生对该定理的理解,提高应用能力。

例1.一物体做变速运动时,下列说法正确的是[ ]
A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变
B.物体所受合外力一定不为零
C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变
D.物体加速度一定不为零
此例主要考察学生对涉及力、速度、加速度、功和动能各物理量的牛顿定律和动能定理的理解。

只要考虑到匀速圆周运动的例子,很容易得到正确答案B、D。

例2.在水平放置的长直木板槽中,一木块以6.0m/s的初速度开始滑动。

滑行4.0m后速度减为4.0m/s,若木板糟粗糙程度处处相同,此后木块还可以向前滑行多远?
此例是为加深学生对负功使动能减少的印象,需正确表示动能定理中各物理量的正负。

解题过程如下:
设木板槽对木块摩擦力为f,木块质量为m,据题意使用动能定理有:
二式联立可得:s2=3.2m,即木块还可滑行3.2m。

此题也可用运动学公式和牛顿定律来求解,但过程较繁,建议布置学生课后作业,并比较两种方法的优劣,看出动能定理的优势。

例3.如图3,在水平恒力F作用下,物体沿光滑曲面从高为h1的A处运动到高为h2的B处,若在A处的速度为v A,B处速度为v B,则AB的水平距离为多大?
可先让学生用牛顿定律考虑,遇到困难后,再指导使用动能定理。

A到B过程中,物体受水平恒力F,支持力N和重力mg的作用。

三个力做功分别为Fs,0和-mg(h2-h1),所以动能定理写为:
从此例可以看出,以我们现在的知识水平,牛顿定律无能为力的问题,动能定理可以很方便地解决,其关键就在于动能定理不计运动过程中瞬时细节。

通过以上三例总结一下动能定理的应用步骤:
(1)明确研究对象及所研究的物理过程。

(2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。

(3)确定始、末态的动能。

(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程
W总=E k2—E k1
(4)求解方程、分析结果
我们用上述步骤再分析一道例题。

例4.如图4所示,用细绳连接的A、B两物体质量相等,A位于倾角为30°的斜面上,细绳跨过定滑轮后使A、B均保持静止,然后释放,设A与斜面间的滑动摩擦力为A受重力的0.3倍,不计滑轮质量和摩擦,求B下降1m时的速度多大。

让学生自由选择研究对象,那么可能有的同学分别选择A、B为研究对象,而有了则将A、B看成一个整体来分析,分别请两位方法不同的学生在黑板上写出解题过程:
三式联立解得:v=1.4m/s
解法二:将A、B看成一整体。

(因二者速度、加速度大小均一样),此时拉力T为内力,求外力做功时不计,则动能定理写为:
f=0.3mg
二式联立解得:v=1.4m/s
可见,结论是一致的,而方法二中受力体的选择使解题过程简化,因而在使用动能定理时要适当选取研究对象。

(三)课堂小结
1.对动能概念和计算公式再次重复强调。

2.对动能定理的内容,应用步骤,适用问题类型做必要总结。

3.通过动能定理,再次明确功和动能两个概念的区别和联系、加深对两个物理量的理解。

五、说明
1.由于计算功时质点的位移和动能中的速度都与参考系有关。

因此对学习基础较好的学生,可以补充讲解功和动能对不同惯性系的相对性和动能定理的不变性。

如时间较紧。

可在教师适当提示下,让学生在课下思考解答。

2.一节课不可能对动能定理的应用讲解的非常全面、深刻,但一定要强调
公式中各物理量的正确含义,因为动能定理实质上就是能的转化和守恒定律的一种表达形式,掌握好动能定理,以后才能顺利地深入研究功能关系、机械能守恒定律及能的转化和守恒定律。

如果一开始就概念不清,很可能影响以后知识的学习。

六、教学后记:。

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