视频1 视频21 视频41 视频61 视频文章1 视频文章21 视频文章41 视频文章61 推荐1 推荐3 推荐5 推荐7 推荐9 推荐11 推荐13 推荐15 推荐17 推荐19 推荐21 推荐23 推荐25 推荐27 推荐29 推荐31 推荐33 推荐35 推荐37 推荐39 推荐41 推荐43 推荐45 推荐47 推荐49 关键词1 关键词101 关键词201 关键词301 关键词401 关键词501 关键词601 关键词701 关键词801 关键词901 关键词1001 关键词1101 关键词1201 关键词1301 关键词1401 关键词1501 关键词1601 关键词1701 关键词1801 关键词1901 视频扩展1 视频扩展6 视频扩展11 视频扩展16 文章1 文章201 文章401 文章601 文章801 文章1001 资讯1 资讯501 资讯1001 资讯1501 标签1 标签501 标签1001 关键词1 关键词501 关键词1001 关键词1501 专题2001
高中物理动能定理的内容与公式
2025-10-02 18:39:34 责编:小OO
文档
  高中物理动能定理的内容与公式

  高中物理动能定理公式是W=(1/2)mV₁²-(1/2)mVo²=Ek₂-Ek₁,W为外力做的功,Vo是物体初速度,V₁是末速度,Ek₂表示物体的末动能,Ek₁表示物体的初动能。W是动能的变化,又称动能的增量,也表示合外力对物体做的总功。

  动能定理研究的对象是单一的物体,或者可以称单一物体的物体系。动能定理的计算式是等式,一般以地面为参考系。动能定理适用于物体的直线运动,也适应于曲线运动;适用于恒力做功,也适用于变力做功;里可以是分段作用,也可以是同时作用,只要可以求出各个力的正负代数和。

  拓展阅读:高中物理动能定理的知识点

  动能定理的基本概念

  合外力做的功,等于物体动能的改变量,这就是动能定理的内容。动能定理还可以表述为:过程中所有分力做的功的代数和,等于动能的改变量。

  这里的合外力指研究对象受到的所有外力的合力。

  动能定理的表达式

  动能定理的基本表达式:F合s=W=ΔEk;

  动能定理的其他表示方法:

  ∫Fds=W=ΔEk;

  F1s1+F2s2+F3s3+……=ΔEk;

  功虽然是标量,但有正负一说。最为严谨的公式是第二个公式;最常用的,有些难度的却是第三个公式。

  动能定理根源

  我们来推导动能定理,很多学生可能认为这是没有必要的,其实恰恰相反。

  近几年的高考物理试题,特别注重基础知识的推导和与应用。理解各个知识点之间的关联,能够帮你更好的理解物理考点。

  在内心理解了动能定理,知道了它的本源,才能在考试中科用动能定理来解题。动能定理的推导分为如下两步:

  (1)匀变速直线运动下的动能定理推导过程

  物体做匀变速直线运动,则其受力情况为F合=ma;

  由匀变速直线运动的公式:2as=v2-v02;方程的两边都乘以m,除以2,有:

  mas=½(mv2-v02)=Ek2-Ek1=ΔEk;

  上述方程的左端mas=F合s=W;

  因此有:F合s=W=ΔEk;

  这就是动能定理在匀变速直线运动情况下的推导过程。

  (2)普通直线运动模式下动能定理的推导过程

  运用微积分的思想,我们普通运动模式进行拆分,将其肢解为非常小的一段一段的运动(微元法应用;请同学们思考下位移公式的推导过程)。

  当我们的运动模式被无限分割后,每一小段都可以认为是匀变加速直线运动模式(要么a>0;要么a<0;要么a=0)。

  对任何一段(从t=m到t=n),我们都可以利用(1)中的推理过程得到W=F合s=man=En-Em

  对整个过程,我们有:

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

  即,W总=E末-E初;这就是普通的直线运动模式下的动能定理推导过程。

  曲线运动模式下,动能定理也是成立的,其推导过程不再这里分析,有兴趣的同学可以自己去研究下。

  动能定理的意义

  无论是研究外力做的功,还是求物体动能的变化,除了最基本的定义外,我们有了另一条求解途径。

  动能定理建立起过程量(功)和状态量(动能)间的联系。

  我们在分析复杂运动模式时,除了牛顿动力学内容外,还可以借助于动能定理,避开中间复杂的(求加速度等)过程。

  动能定理与其他考点联系

  动能定理和其他知识点的联系太多了。比如,圆周运动的问题 ,竖直面内从最低点到最高点的运动,就是要借助动能定理来求解的。

  复杂的两个(或三个)物体,在摩擦力下的运动,有时候用牛顿定律求解很不好求,用牛顿定律+动能定理联合求解,往往会变得简单。

  动能定理还会与静电场的问题结合起来,比如求解库仑力做功的问题,因为是变力做功,没有办法直接根据功的定义求解,所以往往是通过动能定理来计算的。

  与电磁感应结合,也是动能定理常见的考题。这种情况下往往是研究导体棒运动,在摩擦力、安培力、外界拉力下导体棒动能的变化问题。

  如果你仔细分析,你还会发现,爱因斯坦的光电效应方程,与动能定理也非常的近似,或者是动能定理方程的在光学中的推广。

  总之,动能定理这个考点太灵活了,几何可以和任意的一个章节结合在一起命题。所以从力学能量开始,任何一个章节遇到复杂的功能关系的问题,同学们要有意识的思考动能定理能不能应用。

  应用动能定理解题的步骤总结

  (1)确定研究对象和研究过程。动能定理的研究对象只能是单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动。(原因是这时系统内所有内力做的总功不一定是零,会产生或释放其他形式的能量)。

  (2)对研究对象进行受力分析。(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力)。

  (3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功。

  (4)写出物体的初、末动能,按照动能定理列式求解。

  应用动能定理解题的注意事项

  1动能定理内的物理表达量都是标量式,当合外力对物体做正功时,Ek2>Ek1物体的动能增加;反之则Ek1>Ek2,物体的动能减少;

  2动能定理研究的对象应为单一的物体,或者可以当做整体的物体系;如果不是一个整体,那么就有矛盾:到底分析哪个物体所受到的合外力?研究哪个物体的始末态动能?

  3动能定理的计算式一般以地面为参考系;各个速度都是以地面为参考系的(不能代入相对速度)。

  4动能定理适用于直线运动,也可使用于曲线运动;适用于恒力(合外力)做功,也适用于变力做功;力可以分段作用,也可以同时作用,求出各个力所做功的正负代数和即可,这就是动能定理(相对牛顿动力学)的优越性。

  5动能定理的合外力是物体所有的外力之和,在列式计算的时候,画出受力图来,列公式时不要丢力。

  动能定理与机械能守恒的区别和联系

  区别

  1动能定理的研究对象是单独一个物体,机械能守恒定律的研究对象一般是多个物体构成的系统;也可以是一个物体。

  2动能定理公式等号的左侧是合外力所做的功,右侧是动能的改变量;是功和能之间的联系。机械能守恒定律公式等号的左侧是一种状态的机械能之和,右侧是另一种状态的机械能之和;是能量不变的方程。

  联系

  1都可以不去分析具体的加速度、时间来研究能量的变化。

  2都可以用来求解动能(速度大小)或动能的改变量。下载本文

显示全文
专题