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                高↑中物理網

                動能定理

                王尚老師微信

                近半個世紀的幾到了大门处百份高考物理試卷中,都有對動能定理的考察,其重要性不言而喻。本文從動能定理的基看着密林本概念、表達式、根源、意義、命題特點、使用步驟等⌒ 方面來做詳細的解析。先來看王尚老師視頻講解,動能定理的概念介紹在視頻下▃方。

                王尚老師為動能定理錄◥制了若幹視頻,下方分享兩道典型例題,獲取更多動能定理視頻請添加微信teacherws

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                視頻1:動能定理典型╱題講解

                視頻2:動能定▼理典型題講解

                動能定理的基本概念

                合外力做∞的功,等却发现於物體動能的改變量,這就是動能定理的內容。動能定理還可以表述為:過程中所有分力做的功的代數和,等於動能的改變〗量。

                這裏的合外力指研究對象受到的所有外力的ζ 合力。

                動能定理的表達式㊣㊣

                動能定理的基本表達式:Fs=W=ΔEk

                動能定理的其他表示方法:

                ∫Fds=W=ΔEk

                F1s1+F2s2+F3s3+……=ΔEk

                功雖然是標量,但有正負一說。最為嚴謹的公式是第二個公式;最常用的,有些難『度的卻是第三個公式。

                動能定理示意】圖

                 

                動能定理根源

                我們來◇推導動能定理,很多學生可能認為這是从天外楼聚云峰沒有必要的,其實恰恰相反。

                近幾年的高考物理試題,特別註重基礎知識的推導设宴和與應用。理解各個知識點◎之間的關聯,能夠幫你更好的理解物理考點。

                在內心理解了動能定︽理,知道了它的⊙本源,才能在考試中科學運用動能定理來解題。動能定理的推導分為如下兩步:

                (1)勻變速直線運動下的然后才看作者名動能定理推導過程

                物體做勻變速直線運動,則其受力情況為F=ma;

                由勻變速直線運動的〓公式:2as=v2-v02;方程的兩邊∩都乘以m,除以2,有:

                mas=½(mv2-v02)=Ek2-Ek1=ΔEk

                上述方程的左端mas=Fs=W;

                因此有:Fs=W=ΔEk

                這就是動能定理在勻變速直線∩運動情況下门跑去的推導過程。

                (2)普通直線運動模式下動能定理的推導過程

                運用微積分wuli.in的思想,我們普通声音運動模式進行拆分,將其肢◤解為非常小的一段一段的運動(微元法應用;請同學們思考下位◣移公式的推導過程)。 

                當我們的★運動模式被無限分割後,每一小段都可以認為是勻變加速直線運動模式(要麽a>0;要麽a<0;要麽a=0)。

                對任何一段(從t=m到t=n),我們都可以利用(1)中的推理過程得到W=Fs=man=En-Em

                對整個╲過程,我們有:

                W=W1+W2+W3+……=ma1+ma2+ma3+……=(E2-E1)+(E3-E2)+(E4-E3)+……+(En-Em)+……=E-E

                即,W=E-E初;這就是普通的直線運動模式下◣的動能定理推導過程。

                曲線運動①模式下,動能定理也是成立我们美利坚就可以成为名副其实的,其推導過程不再這裏分析,有興趣的同學可以自己去研究下。

                動能定理的實驗驗證示意他自然也不好意思首先亮剑圖

                動能定理的意ㄨ義

                無論是研究外力做的功,還是→求物體動能的變化,除了最基本的定義≡外,我們有了另一條求解途徑。

                動能定理建立起過程量(功)和狀態量(動能)間的聯系。

                我們在分析復雜侠客印象運動模式時,除了牛頓動〗力學內容外,還可以借助於動能定理,避開中間復雜卐的(求加速〇度等)過程。

                動能定理與其他考點聯系

                動能定※理和其他知識點的聯系太多了。比如,圓周運動反应的問題 ,豎直面內從最低點到最高點的運動,就是要借助動能定理來求解的。

                復雜的兩個(或三個)物體,在摩擦力●下的運動,有時候用牛頓定↙律求解很不好求,用牛頓定律+動能定理●聯合求解,往往會變得簡單。 

                動能定理還會與靜電場的問題結合起來,比如求解庫侖力做功的問題,因為是變力做功,沒有辦法直接根據功的定義求解,所以往往是通過∏動能定理來計算的。

                與@電磁感應結合,也是動能定理常見的考題。這種情況下往往是研究導」體棒運動,在摩擦力、安培力、外界拉力下導體棒動能的變化問題。

                如果你仔細分析,你還會發現,愛因斯明天就忘记了今天打扮坦的光電效應方程,與動能定理也非常♀的近似,或者是動能定理方程的在光學中的推廣。

                總之,動能定理這◤個考點太靈活了,幾何ξ 可以和任意的一個章節結合在一起命題。所以從力學能量開始,任何一個章節遇到復雜的功能關系的問題,同學們要有意識的思考動能在那人走到自己跟前定理能不能應用。

                動能定理的實驗驗證示意圖

                應用動能定理解題的步驟總結

                (1)確↓定研究對象和研究過程。動能定理的研究對象只能♀是單個物體,如果是系統,那麽ω系統內的物體間不能有相對運動。(原因是這時系統颓废oO城內所有內力做的總功不一定是零,會產生或釋放其他形式的能量)。

                (2)對研究對象進行受力落进了大赵分析。(研究對象以外≡的物體施於研究對象的力都要分析,含重力)。

                (3)寫出該過程中合外力做的功①,或分別寫出各個力︼做的功(註意功的正負)。如果研究過程中物體受力情況有變化,要分別寫出該力在各個階段做的功。

                (4)寫出物體的初、末動能,按照動能定理公式列式求解。

                應用動能定理解題的☉註意事項

                1.動能定理內》的物理表達量都是標量式,當合外力對物體做正功時,Ek2>Ek1物體的動能◆增加;反之則Ek1>Ek2,物看着无止无休没有疲倦體的動能減少;

                2.動能定理研究的對象應為單一的物體,或者可以當做整體的物體系;如果不是ォ麵具一個整體,那麽就有矛盾№№:到底分析哪個物體所受到的合外力?研究哪個物體的始↑末態動能?

                3.動▃能定理的計算式一般以地面為參考系;各個速度都是以地面為參考系的(不能代入相對速度)。王尚新書物理自≡診斷每道題都有視頻講解,哪道題不會掃題旁二維碼即可看視頻,學習更高效考試分數更高,歡迎微信teacherws咨詢。

                4.動能定〖理適用於直線運動,也可使用於曲線運╱動;適用於恒力(合外力)做功,也適用『於變力做功;力可以分段人物作用,也可以同時作用,求出各個力所做功的正負代數和即可,這就是動能定理(相對牛頓動∞力學)的優越性。

                5.動能定理的合外力是物體所有的外力之和,在列式計算的時候∑ ∑ ,畫出受力→圖來,列公式時不要丟力。

                動能定理與機械能守恒的區別和聯系

                區別

                1動能定理的研究對象是單獨一個物體,機械能守恒定★律的研究對象一般是多個物體構成的系統;也可以是一個物☆體。

                2動能定理公式等號的『左側是合外力所做的功,右側是動能的改變量;是功和能之間的聯▼系。機械能守恒定律公式等號的左側是一種狀態的機械能之和,右側是另一種狀態的機械能之和;是能量与北疆草原狼庭搞好关系不變的方程。

                聯系

                1都可以〓不去分析具體的加速度、時間來研究能量的變化。

                2都可以用來求〖解動能(速度大小)或動能︽的改變量。

                動能定理學習問題與王尚老師回復

                王尚老師答疑

                學生問題:1:什麽時候用動能定理学生,什麽時候用機械能守恒定律?遇到綜合題解題分析時如何考慮呢?

                王尚老師:我還是建議你除了♀做物理自診斷的題外,還要多看我的視頻講〓解。在物理自診斷專題19專題20的很多視頻中,我都進行了對比分看法析。動能定理只能研究單個物體(或者可以看出單個物體的整體),機械能守恒定律的前提條件是严阵以待,只有重力或彈力▲做功。因此,單獨一個物體的,優先ぷ考慮動能定理,多個物體且滿足只有重力彈力◣做功的,優先考慮機械能守恒定律。多個物體且機械能不守恒的,考慮能〒量守恒定律。建議認認真真把物理自診斷專題19專題20的題都做了一遍進行對比分析,多看我的視頻解【析。

                學生問題2:王尚老師↓您好,物理自診斷中一些復雜題是用動能定理求解的,特別是復雜過程考顾独行虽然被对方毫不留情慮始末態直接用動能定理確實很簡單,這類問題我遇到的,總是想不到用動能定理可咋辦啊?有什麽〒技巧嗎?

                王尚老師:您仔細分析物理自診斷的一些題,就能有所感◤觸。比如動能定理專題的例3例5,就是研究變力做功的問題,一個是力在變化,另外一個目瞪口呆是軌跡是弧線而非直線,類似的問題有很多。根據功的基本求解公式,這類題是絕對▆求解不出來的。這類題,肯定卐是動能定理的應用。可能你想說,機械能守恒不行嗎?不行,這是因為機械能研究的是能量,並沒有做功的因子在裏面啊。另外還有物理自診斷專題20的例8你也要多想想。例8是多過程問題的動能定◇理使用,你要是單個過程研究(牛頓動∞力學),那得研究到什麽時候?專題22的例9第三問,你也可以思考下,你想一想這類問題,不用動能定理能做出回来來嗎?顯然是不行的,為啥呢?因為運動過程中,彈簧□ 彈力始終在變化啊,加速度就不⌒固定。遇到了非勻變速運動問題,變力或運動軌跡復雜的問題,往復運動問題,特別是題目要求計算功的,你得主動往動能定理這裏想。做題做對了還沒完,一定要反∩思多總結。

                學生問題3:動能定理與機械能守恒到底如何選擇?

                王尚老師:如●果都成立,我個人還是喜歡用動能定理,這是因為動能定理不用規定零勢能面,少一個步驟,節省了書寫漢字鉴定之下的十幾秒鐘時間。我說過,有95%的高考生做不完物理考試卷子,十幾秒鐘的考試時間在高考考場上是非常寶¤貴的。我歸納了下動⊙能定理和機械能守恒定律在解題上的選擇:

                (1)單獨一個物體,或多個物體組成的整體(彼此沒有相對運動)二話不說就先嘗試動能定理。(註意動能定理的第二表達式,各個力做功代數和等於動能改變量∞∞,考這個公式的題更多。)

                (2)如果物理考♀題中有多個物體(含彈簧)的運動過程,且滿足只有重力、彈力做功,大部还不到一个呼吸分情況下在考機械能守恒定律。

                (3)摩擦力出現,一般否掉機械能守恒定律,這道題考的█十之八九是動能定理。要是設計多個物體♀,比如某個物塊沖上木板車,還可能配合能量守恒ω 定律來求解。

                (4)常見的能量有了解五種,文章底部的參考文獻有詳細介紹,這裏做一個列舉:動能+重力勢能+彈性勢能+內能(包括兩類:摩擦熱與焦耳熱)+電勢能。對高一學生Ψ而言,電勢能還沒學;原≡文作者王尚老師。能量守恒的表達式,就是這五種形式能量加起來是不變的。

                (5)如果一道力學綜合題中,出現時間t和加速度a的問題,這類題十之八九不是考動能定理,也不是考機械能守恒,而是在考察牛頓動力學(牛二定律+直線運動三方㊣程)。當然了,輔助去列動能定理或【機械能守恒定律方程,也是可以的。

                (6)摩擦生熱的公式是Q=μN△x,△x指的是相對位移。這個是Q的定義式,考試可以直接用。用摩擦生熱的方程,能量守恒ω 定律。因為此¤時機械能不守恒,摩擦生熱對應的是內能,動能定理不包括№這個因子。上述知識的梳理,同學們可以借助物理自診斷的專題19,20和21中的例題和配套的視頻來進一步理解。

                參考文獻

                機这什么世道啊械能守恒定律公式匯總/n3u2pa/top/481769.html

                動能定理內容及表達式/n3u2pa/zongjie/wen/482002.html

                機械能守恒定律/n3u2pa/zongjie/kaodian/43172.html

                功能關系/n3u2pa/zongjie/kaodian/43174.html

                高中物理常見╳能量匯總/n3u2pa/zongjie/kaodian/437853.html

                動量守恒定律/n3u2pa/zongjie/kaodian/43176.html

                摩擦生熱公式/n3u2pa/zongjie/kaodian/437761.html

                動能定理與機械能守恒定律解題使用對比/n3u2pa/zongjie/wen/482000.html

                作者與版權信息

                作者:王尚,齊思源,責任編輯:蘇陽,版權歸屬高↑中物理網(gaozhongwuli.com),禁止轉載。

                王尚老師微信

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