《谈动能、动能定理的知识要点.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《谈动能、动能定理的知识要点.doc（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、谈动能、动能定理的知识要点 动能定理实际上表述的是一个功能关系，它贯穿于整个力学，是整个物理学的重点，它是我们解决物理问题的有效手段之一。所以，学好动能定理尤其重要。现在就动能定理中需要大家注意的一些问题与大家共同探讨、切磋。一、动能 定义：物体由于运动而具有的能叫动能。动能用符号Ek来表示。 大小： 动能是一个标量，且通过表达式可知始终为正值。 在物理学中，每提到一个量的变化量时，总是末状态“减去”初状态。不过，如果是矢量，在末状态减初状态时，要进行矢量相减；如果是标量，则直接相减即可。由于动能是一个标量，所以，既然功是能量转化的量度，是哪些力做功引起物体动能的变化。 例：已知质量为m的物体
2、在水平地面上运动，在水平拉力F的作用下，物体的速度由增大到v2，已知物体与地面间的动摩擦因数为，则在此过程中物体前进了多少？ 解析：首先对物体进行受力分析，受力如图1所示，根据动力学公式和牛顿第二定律可得图1 得： s可求出，由此表达式可知，左边为合外力做的功，右边为动能的变化。二、合力所做的功等于物体动能的变化，这就是动能定理。 将上例第三个表达式做一变形，则可得出动能定理的另外一种表述： 外力做功的代数和等于物体动能的变化。 （1）如果外力做功的代数和大于零，则，表示动能增加； （2）如果外力做功的代数和等于零，则，表示动能不变； （3）如果外力做功的代数和小于零，则，表示动能减少。 a.
3、 在应用动能定理时需要注意以下几点： （1）研究对象：单个物体或可看作单个物体的系统（一般情况下）； （2）参考系：位移（s）和速度（v）一般都以地面为参考系； （3）使用范围：不仅适用于恒力也适用于变力，不仅适用于直线，也适用于曲线； （4）优越性：忽略了中间过程，只考虑始末状态，没有守恒条件的限制，也不受力的性质和物理过程变化的影响，所以凡涉及力和位移而不涉及力和时间的动力学问题都可以用动能定理来分析，而且一般比牛顿运动定律简单； （5）局限性：只能求出速度的大小不能确定速度的方向，因此，速度的方向必须通过其他方法来判定。因此，要想计算运动时间，必须借助其他方法。 b. 动能定理应用的基本
4、思路： （1）选择研究对象； （2）分析清楚研究对象的受力情况和各力做功的情况； （3）明确处理时是分阶段处理还是整个过程处理，要明确各个阶段受哪些力，每个力是否做功，做正功还是做负功，然后求出各个力做功的代数和； （4）明确物体在过程中始末状态的动能和； （5）列出方程求解即可。三、动能定理的应用 例1. 将一质量为m的物体轻轻放在倾角为，高为h的斜面上，此物体沿斜面加速下滑。已知物体与斜面的动摩擦因数为，求物体滑到斜面底端时物体的速度有多大？图2 解析：a. 首先选择m作为研究对象进行受力分析，如图3所示：图3 b. 分析其中有哪些力做功，G和f做功，且 N由于始终与v垂直，故 c. 根据
5、动能定理列方程可得 评析：本题也可以用牛顿第二定律及运动方程求解，但与动能定理相比较却复杂，同学们不妨可以自己一试。 例2. 一个单摆的小球在最低点的初速度为，质量为m，由于小球受空气阻力f（大小不变）的作用而最终停止，则小球通过的最大路程是多少？图4 分析：小球在运动过程中做曲线运动，所以速度方向时刻在改变，尽管f的大小不变，但由于f阻碍的是相对运动，故在本题中，f任意一个时刻都与v方向相反，f是变力，要求变力做功，可采用微元法，可知f所做的功是与路径有关的，所以要求物体通过的路径就要与f做功联系，这种方法在以后做题的过程中也常要用到，阻力做功解决了，我们再来看物体如何才能通过最大路径，只要
6、物体有速度就要运动，而只要运动，路程就要增加，故最大路径应当是物体从开始运动到最终停止所走过的。物体会停在什么地方呢？通过分析可知，单摆小球将停在最低点。分析到此，水到渠成。 解：在运动过程中，物体受三个力作用，重力G，绳子的拉力T，空气阻力f，由分析可知，由于拉力T和速度时刻垂直，故，由于重力做功与路径无关（因为物体始末状态位置都相同），故，因此在此问题中，只有阻力做功，根据动能定理可得： 设小球通过的最大路程为l，则 评析：本题有两个难点：一是曲线运动，另外一个是阻力做功，且是阻力为变力的问题，这就增加了本题难度，以后做题需注意，阻力做功与路径有关，重力做功与路径无关。遇到曲线运动时，优先
7、考虑动能定理。 例3. 一个质量为12kg的滑块，以2m/s的初速度在光滑的水平面上向左滑行，从某时刻起在滑板上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块速度方向变为水平向右，大小为2m/s，则在这个过程中水平力做功为（ ） A. 0B. 18J C. 16JD. 32J 解析：此题如果详细的来分析物体的运动情况，则物体在力F的作用下，首先做匀减速运动，减速为零，然后再反向匀加速，且在此过程中，物体所受的合外力始终为F，则a始终保持不变，过程比较复杂，但如果我们从动能定理来考虑，尽管速度的方向发生了改变，但速度大小不变，故动能不变，且只有力F做功，故力F做功为零，因此，本题应选A项。 评析：动能定理只涉及物体运动的始末动能及合外力做功，故只需明确物体运动的始末状态，及合外力做功情况，进而求出合外力做的功，由于未涉及物体运动时间和加速度等，故应用动能定理解题较为简单实用。年级高中学科物理版本期数内容标题谈动能、动能定理的知识要点分类索引号G.622.46分类索引描述辅导与自学主题词谈动能、动能定理的知识要点栏目名称专题辅导供稿老师审稿老师录入蔡卫琴一校康纪云二校审核4
