物理高一動能和動能定理知識點歸納
在平時的學(xué)習(xí)中,大家最熟悉的就是知識點吧?知識點是知識中的最小單位,最具體的內(nèi)容,有時候也叫“考點”。相信很多人都在為知識點發(fā)愁,以下是小編整理的物理高一動能和動能定理知識點歸納,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。
物理高一動能和動能定理知識點歸納 篇1
一、動能
如果一個物體能對外做功,我們就說這個物體具有能量.物體由于運(yùn)動而具有的能. Ek=mv2,
其大小與參照系的選取有關(guān).動能是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量是相對量。
二、動能定理
做功可以改變物體的能量.所有外力對物體做的總功等于物體動能的增量. W1+W2+W3+=mvt2-mv02
1.反映了物體動能的變化與引起變化的原因力對物體所做功之間的因果關(guān)系.可以理解為外力對物體做功等于物體動能增加,物體克服外力做功等于物體動能的減小.所以正功是加號,負(fù)功是減號。
2.增量是末動能減初動能.EK0表示動能增加,EK0表示動能減小。
3、動能定理適用單個物體,對于物體系統(tǒng)尤其是具有相對運(yùn)動的物體系統(tǒng)不能盲目的應(yīng)用動能定理.由于此時內(nèi)力的功也可引起物體動能向其他形式能(比如內(nèi)能)的轉(zhuǎn)化.在動能定理中.總功指各外力對物體做功的代數(shù)和.這里我們所說的外力包括重力、彈力、摩擦力、電場力等。
物理高一動能和動能定理知識點歸納 篇2
1、什么是動能?它與哪些因素有關(guān)?
物體由于運(yùn)動而具有的能叫動能,它與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。
下面通過舉例表明:運(yùn)動物體可對外做功,質(zhì)量和速度越大,動能越大,物體對外做功的能力也越強(qiáng)。所以說動能是表征運(yùn)動物體做功的一種能力。
2、動能公式
動能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系如何呢?我們知道,功與能密切相關(guān)。因此我們可以通過做功來研究能量。外力對物體做功使物體運(yùn)動而具有動能。下面我們就通過這個途徑研究一個運(yùn)動物體的動能是多少。
列出問題,引導(dǎo)學(xué)生回答:
光滑水平面上一物體原來靜止,質(zhì)量為m,此時動能是多少?(因為物體沒有運(yùn)動,所以沒有動能)。在恒定外力F作用下,物體發(fā)生一段位移s,得到速度v(如圖1),這個過程中外力做功多少?物體獲得了多少動能?
樣我們就得到了動能與質(zhì)量和速度的定量關(guān)系:
物體的動能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方的乘積的一半。用Ek表示動能,則計算動能的公式為:
由以上推導(dǎo)過程可以看出,動能與功一樣,也是標(biāo)量,不受速度方向的影響。它在國際單位制中的單位也是焦耳(J)。一個物體處于某一確定運(yùn)動狀態(tài),它的動能也就對應(yīng)于某一確定值,因此動能是狀態(tài)量。
下面通過一個簡單的例子,加深同學(xué)對動能概念及公式的理解。
試比較下列每種情況下,甲、乙兩物體的動能:(除下列點外,其他情況相同)
①物體甲的速度是乙的兩倍;②物體甲向北運(yùn)動,乙向南運(yùn)動;
、畚矬w甲做直線運(yùn)動,乙做曲線運(yùn)動;④物體甲的質(zhì)量是乙的一半。
在學(xué)生得出正確答案后總結(jié):動能是標(biāo)量,與速度方向無關(guān);動能與速度的平方成正比,因此速度對動能的影響更大。
3、動能定理
。1)動能定理的推導(dǎo)
將剛才推導(dǎo)動能公式的例子改動一下:假設(shè)物體原來就具有速度v1,且水平面存在摩擦力f,在外力F作用下,經(jīng)過一段位移s,速度達(dá)到v2,如圖2,則此過程中,外力做功與動能間又存在什么關(guān)系呢?
外力F做功:W1=Fs
摩擦力f做功:W2=-fs
可見,外力對物體做的總功等于物體在這一運(yùn)動過程中動能的增量。其中F與物體運(yùn)動同向,它做的功使物體動能增大;f與物體運(yùn)動反向,它做的功使物體動能減少。它們共同作用的結(jié)果,導(dǎo)致了物體動能的變化。
將上述問題再推廣一步:若物體同時受幾個方向任意的外力作用,情況又如何呢?引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)出正確結(jié)論并板書:
外力對物體所做的總功等于物體動能的.增加,這個結(jié)論叫動能定理。
用W總表示外力對物體做的總功,用Ek1表示物體初態(tài)的動能,用Ek2表示末態(tài)動能,則動能定理表示為:
(2)對動能定理的理解
動能定理是學(xué)生新接觸的力學(xué)中又一條重要規(guī)律,應(yīng)立即通過舉例及分析加深對它的理解。
a、對外力對物體做的總功的理解
有的力促進(jìn)物體運(yùn)動,而有的力則阻礙物體運(yùn)動。因此它們做的功就有正、負(fù)之分,總功指的是各外力做功的代數(shù)和;又因為W總=W1+W2+?=F1·s+F2·s+?=F合·s,所以總功也可理解為合外力的功。
b、對該定理標(biāo)量性的認(rèn)識
因動能定理中各項均為標(biāo)量,因此單純速度方向改變不影響動能大小。如勻速圓周運(yùn)動過程中,合外力方向指向圓心,與位移方向始終保持垂直,所以合外力做功為零,動能變化亦為零,并不因速度方向改變而改變。
c、對定理中“增加”一詞的理解
由于外力做功可正、可負(fù),因此物體在一運(yùn)動過程中動能可增加,也可能減少。因而定理中“增加”一詞,并不表示動能一定增大,它的確切含義為末態(tài)與初態(tài)的動能差,或稱為“改變量”。數(shù)值可正,可負(fù)。
d、對狀態(tài)與過程關(guān)系的理解
功是伴隨一個物理過程而產(chǎn)生的,是過程量;而動能是狀態(tài)量。動能定理表示了過程量等于狀態(tài)量的改變量的關(guān)系。
4、例題講解或討論
主要針對本節(jié)重點難點——動能定理,適當(dāng)舉例,加深學(xué)生對該定理的理解,提高應(yīng)用能力。
例1、一物體做變速運(yùn)動時,下列說法正確的是 [ ]
A、合外力一定對物體做功,使物體動能改變
B、物體所受合外力一定不為零
C、合外力一定對物體做功,但物體動能可能不變
D、物體加速度一定不為零
此例主要考察學(xué)生對涉及力、速度、加速度、功和動能各物理量的牛頓定律和動能定理的理解。只要考慮到勻速圓周運(yùn)動的例子,很容易得到正確答案B、D。
例2、在水平放置的長直木板槽中,一木塊以6.0m/s的初速度開始滑動。滑行4.0m后速度減為4.0m/s,若木板糟粗糙程度處處相同,此后木塊還可以向前滑行多遠(yuǎn)?
此例是為加深學(xué)生對負(fù)功使動能減少的印象,需正確表示動能定理中各物理量的正負(fù)。解題過程如下:
設(shè)木板槽對木塊摩擦力為f,木塊質(zhì)量為m,據(jù)題意使用動能定理有:
二式聯(lián)立可得:s2=3.2m,即木塊還可滑行3.2m。
此題也可用運(yùn)動學(xué)公式和牛頓定律來求解,但過程較繁,建議布置學(xué)生課后作業(yè),并比較兩種方法的.優(yōu)劣,看出動能定理的優(yōu)勢。
例3、如圖3,在水平恒力F作用下,物體沿光滑曲面從高為h1的A處運(yùn)動到高為h2的B處,若在A處的速度為vA,B處速度為vB,則AB的水平距離為多大?
可先讓學(xué)生用牛頓定律考慮,遇到困難后,再指導(dǎo)使用動能定理。
A到B過程中,物體受水平恒力F,支持力N和重力mg的作用。三個力做功分別為Fs,0和-mg(h2-h1),所以動能定理寫為:
從此例可以看出,以我們現(xiàn)在的知識水平,牛頓定律無能為力的問題,動能定理可以很方便地解決,其關(guān)鍵就在于動能定理不計運(yùn)動過程中瞬時細(xì)節(jié)。
通過以上三例總結(jié)一下動能定理的應(yīng)用步驟:
。1)明確研究對象及所研究的物理過程。
。2)對研究對象進(jìn)行受力分析,并確定各力所做的功,求出這些力的功的代數(shù)和。
(3)確定始、末態(tài)的動能。(未知量用符號表示),根據(jù)動能定理列出方程:W總=Ek2—Ek1
(4)求解方程、分析結(jié)果
我們用上述步驟再分析一道例題。
例4、如圖4所示,用細(xì)繩連接的A、B兩物體質(zhì)量相等, A位于傾角為30°的斜面上,細(xì)繩跨過定滑輪后使A、B均保持靜止,然后釋放,設(shè)A與斜面間的滑動摩擦力為A受重力的0.3倍,不計滑輪質(zhì)量和摩擦,求B下降1m時的速度多大。
讓學(xué)生自由選擇研究對象,那么可能有的同學(xué)分別選擇A、B為研究對象,而有了則將A、B看成一個整體來分析,分別請兩位方法不同的學(xué)生在黑板上寫出解題過程:
三式聯(lián)立解得:v=1.4m/s
解法二:將A、B看成一整體。(因二者速度、加速度大小均一樣),此時拉力T為內(nèi)力,求外力做功時不計,則動能定理寫為:
f=0.3mg
二式聯(lián)立解得:v=1.4m/s
可見,結(jié)論是一致的,而方法二中受力體的選擇使解題過程簡化,因而在使用動能定理時要適當(dāng)選取研究對象。
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