动能定理是由牛顿定律推导出来的

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动能定理和动量定理的区别与联系教学内容

动能定理和动量定理的区别与联系教学内容

动能定理和动量定理的区别与联系动量定理和动能定理虽然都是从牛顿第二定律推导出来的,但在解决力学中某些问题时,这两个定理比牛顿第二定律更能体现出优越性。

我们先看一看它们共同之处:1.两个定理都不用考虑中间过程,只考虑始末状态。

动量定理只考虑始末状态的动量,动能定理只考虑始末状态的动能。

过程中的速度加速度变化不予考虑。

例1 质量为m的小球以初速度v o在水平面上向右运动,小球与水平面间动摩擦因数为μ,小球碰到右侧固定挡板后被弹回,假设在碰撞过程中没有能量损失,求小球在水平面上运动的总路程S。

解:分析:小球来回与挡板碰撞运动方向不断改变,速度大小也不断改变,运用牛顿第二定律显然不好解出,而用动能定理就比较方便了,小球受三个力作用:重力mg,支持力F,摩擦力f,全过程只有摩擦力做负功,所以有–μmg S=0-1/2mv o2 S=mv o2/2μmg =v o2/2μg2.两个定理不仅适用于恒力,也适用于变力。

例2 物块A和B用轻绳相连悬在轻弹簧下端静止不动,连接A,B的绳子被烧断后,A上升到某位置速度大小为V,这时B下落的速度大小为μ,已知A, B质量分别为m和M,在这段时间内,弹簧的弹力对物块A的冲量是多少?解析弹簧的弹力为变力,设弹力对物体A的冲量为I 取向上为正方向,根据动量定理:对物块A:I–mgt=mu-0 ①对物块B:–Mgt=–Mμ-0 ②解得:I =mv+mu3.两个定理不仅适用于直线运动,也适用于曲线运动。

例3 如图,质量为1kg的物体从轨道A点由静止下滑,轨道B是弯曲的,A点高出B点0.8m,物体到达B点的速度为2m/s.求物体在AB轨道上克服摩擦力所做的功。

解析本题中物体在轨道上受到的摩擦力是大小方向不断变化的,不适合用牛顿第二定律求解,但用动能定理就方便了mgh-W=1/2mv2-0 得W=6J4.两个定理都主要解决“不守恒”问题,动量定理主要解决动量不守恒问题,动能定理主要解决机械能不守恒问题。

动能和动能的定理

动能和动能的定理

动能定理与牛顿第二定律的关系
牛顿第二定律描述了力对物体运动状态改变 的作用,即F=ma,其中F为作用力,m为质 量,a为加速度。而动能定理则描述了力对物 体动能改变的作用,即合外力对物体所做的 功等于物体动能的变化。
动能定理可以看作是牛顿第二定律在动能方 面的应用,因为物体的加速度与作用力成正 比,而物体的动能与速度平方成正比,所以 当力作用在物体上使其加速时,物体的动能
动能定理对于理解能量守恒定律的意义
动能定理是能量守恒定律在动力学中 的具体表现,通过动能定理可以深入 理解能量守恒定律的内涵和应用。
VS
动能定理表明,力对物体所做的功等 于物体动能的改变量,这有助于我们 更好地理解能量的转化和守恒,以及 物体运动状态的改变。
05 动能定理的深入思考
动能定理与势能、内能的关系
动能的特点
动能是标量,只有大 小,没有方向。
动能是状态量,与过 程无关,只与物体在 某一时刻的状态有关。
动能是相对量,与参 考系的选取有关。
动能与其他物理量的关系
动能与动量关系
P=mv,其中P为物体的动量,单位是 千克·米/秒(kg·m/s)。
动能与能量关系
动能是能量的一种形式,是物体机械 运动的能量,其他形式的能量可以转 化为动能。
也会相应增加或减少。
动能定理与相对论的关系
在相对论中,物体的动能不再是经典力学中的1/2mv^2, 而是与物体的质量和速度相关的更复杂的表达式。但动 能定理的基本思想仍然适用,即合外力对物体所做的功 等于物体动能的改变。
相对论中的动能关系式为E_k = (m_0c^2 + E_k') / √(1-v^2/c^2),其中E_k为物体的动能,m_0为物体的 静止质量,E_k'为物体因运动而具有的内部能量,v为物 体的速度,c为光速。这个公式可以看作是经典力学中动能的定理表述

7.动能和动能定理

7.动能和动能定理
认识过程的方法:
(1)主动地进行知识和方法的迁移.
(2)探究问题遵循着由简单到复杂逐步深入、拓展的认识原则.具体事例前面已述.
点评:此题考查学生对实际问题的理解水平和对动能定理的理解应用能力.分析题目时首先应明确:人对球做功使球获得了一定的初速度或初动能,之后球在重力作用下做抛体运动,直至落地,这就是所谓的物理情景.然后对实际问题适当简化:如忽略空气的阻力,抛球过程中球高度微小变化等.根据条件选取动能定理解决.
当然此题还可以选取全过程,用一个方程解出,不妨一试,并体会动能定理的运用技巧.
如果求解物体末态的速度或动能,选取全部物理过程研究列方程最方便.技巧就在解题各环节中,需认真分析.
思维拓展
【例3】 如图5-7-2所示,质量是20 kg的小车,在一个与斜面平行的200 N的拉力作用下,由静止开始前进了3 m,斜面的倾角为30°,小车与斜面间的摩擦力忽略不计.求这一过程物体的重力势能增加了多少?物体的动能增加了多少?物体的动能和势能之和变化了多少?拉力F做的功是多少?通过此题你对功能关系的认识是什么?
求物体上升的最大高度和物体返回原处时的速度.全过程物体的动能增加了还是减少了?变化的动能哪儿去了?
思路:本题不涉及物体运动的时间和加速度,而告诉了物体的受力情况和初、末状态的速度,用动能定理解题应是最佳方案.①选取一个研究过程,求上升的最大高度时,选取上升阶段研究最方便.②求这一过程物体受到的各力对物体做的总功.③明确过程的初、末态的动能,列方程求解可得.
(1)物体做匀速运动时,求出外力对物体做的合功和动能的程.论证的方法是:将过程无限分割,在每一小段上视为恒力作用且直线运动,应用动能定理形式,将每一小段的动能定理表达式累加(标量运算,分别求代数和)可以证明(2)、(3)所指过程动能定理都是成立的.

高中物理必修二教案:7.7 动能和动能定理

高中物理必修二教案:7.7 动能和动能定理

7.7 动能和动能定理教学目标一、知识与技能1. 理解动能的概念。

2. 熟练计算物体的动能。

3. 会用动能定理解决力学问题,掌握用动能定理解题的一般步骤。

二、过程与方法1. 运用演绎推导方式推导动能定理的表达式,体会科学探究的方法。

2. 理论联系实际,学习运用动能定理分析解决问题的方法。

三、情感、态度与价值观1. 通过演绎推理的过程,培养对科学研究的兴趣。

2. 通过对动能和动能定理的演绎推理,使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系,反映了自然界的真实美。

教学重点理解动能的概念,会用动能的定义式进行计算。

教学难点1.探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围。

2.会推导动能定理的表达式。

教学过程一、导入新课传说早在古希腊时期(公元前200多年)阿基米德曾经利用杠杆原理设计了投石机,它能将石块不断抛向空中,利用石块坠落时的动能,打得敌军头破血流。

同学们思考一下,为了提高这种装置的杀伤力,应该从哪方面考虑来进一步改进?学习了本节动能和动能定理,就能够理解这种装置的应用原理。

二、新课教学(一)动能的表达式教师活动:大屏幕投影问题,可设计如下理想化的过程模型:设某物体的质量为m ,在与运动方向相同的恒力F 的作用下发生一段位移l ,速度由v 1增加到v 2,如图所示。

提出问题:1.力F 对物体所做的功是多大?2.物体的加速度是多大?3.物体的初速度、末速度、位移之间有什么关系?4.结合上述三式你能综合推导得到什么样的式子? 推导:这个过程中,力F 所做的功为W =Fl 根据牛顿第二定律F =ma 而2122vv -=2al ,即l =av v 22122-把F 、l 的表达式代入W =Fl ,可得F 做的功W =av v m a 2)(2122-也就是W =21222121mv mv - 根据推导过程教师重点提示: 1.动能的表达式:E K =21mv 2。

2.动能对应物体的运动状态,是状态量。

动能定理知识点总结

动能定理知识点总结

动能定理知识点总结动能定理知识点总结动能定理是高中物理中必须掌握的一部分内容,下面就是小编为您收集整理的动能定理知识点总结的相关文章,希望可以帮到您,如果你觉得不错的话可以分享给更多小伙伴哦!1、什么是动能?它与哪些因素有关?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Ek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。

(整理)质点组的动能定理与功能原理

(整理)质点组的动能定理与功能原理

一、质点组动能定理与功能原理的认识动能定理和功能原理是动力学中的两条基本定律。

动能定理是从物体相互作用中,外力的功和物体能量的变化关系角度来研究物体的运动的,它由牛顿定律推出,且动能是状态量,研究对象的动能发生变化,一定是外力做功的结果。

尽管功是和力的作用点的位移相关的过程量,但做功的多少,总可以用相应的动能变化来表示。

在解决有些动力学问题时,比牛顿运动定律更方便,可省去研究不同时间、不同过程中力和加速度变化的步骤。

所以应用更广泛。

1.1 动能定理的内容和物理意义1.1 .1 动能定理的内容和表达式内容:外力对物体做功的代数和等于物体动能的变化量。

表达式:W 合=△E K ,即W 1+W 2+…+Wn=21mv 22-21mv 12 1.1.2 动能定理的物理意义动能定理指出了外力对物体做的总功与物体的动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功等于物体动能的变化,变化的大小由做功的多少来量度。

1.2 功能原理的内容和物理意义1.2.1 功能原理内容内容:系统的机械能增量等于外力对系统所作的总功和系统内耗散力所作的功的代数和。

表达式:12E E W W -=+非保内外1.2.2 功能原理的物理意义它体现了系统的功能关系,是系统的动能定理和机械能守恒定律之间的定律,实质上系统的动能定理经过进行功的分类,再变形就得到了功能原理,而功能原理在一定条件下(即外力和非保守内力做功之和为零),就可以得到机械能守恒。

1.3动能定理与功能原理的联系和区别研究“外力对物体做功”和“物体机械能变化”的关系是力学中的重要问题之一。

“动能定理”和“功能原理”都是表达这种关系的规律,只是表达的形式不同,但它们的本质是相同的。

A 在“动能定理”中只提动能而不提势能;在“功能原理”中既提动能也提势能。

B 在“动能定理”中包含重力所做的功;在“功能原理”中不包含重力所做的功。

C 在“动能定理”中所包含的重力对物体所做的功与在“功能原理”中所提到的物体重力势能的变化是对同一物理现象的不同表述。

怎样讲解物理规律

怎样讲解物理规律

怎样讲解物理规律1.实验规律:物理学中的绝大多数规律是实验规律,是在观察和实验的根底上,通过分析归纳总结出来的,我们把它们叫做实验规律.如牛顿第二定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律、气体实验三定律、光的反射和折射定律等.2.理论规律:有些物理规律是以的事实为根据,通过推理总结出来的,我们把它叫做理论规律.如动能定理是根据牛顿第二定律和运动学公式推导出来的.又如万有引力定律是牛顿经过科学推理而发现的.3.理想规律:有些物理规律不能直接用实验来证明,但是具有足够数量的经验事实.如果把这些经验事实进行分析,去掉非主要因素,抓住主要因素,推理到理想的情况下,总结出来的规律,我们把它叫做理想规律.如牛顿第一定律、质点、理想气体、光滑外表、轻绳、轻杆等模型的建立等.在物理规律的教学过程中,不仅要让学生掌握规律本身,还要对规律的建立过程、研究问题的科学方法进行深入了解,更重要的是如何应用规律来解决具体问题.为此,对不同的物理规律应采用不同的教学方法.1.实验规律的教学方法(1)探索法探索实验法就是根据某些物理规律的特点,设计实验,让学生通过自己做实验,总结出有关的物理规律.例如在牛顿第二定律的教学中,让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系.使学生得出:在质量一定的条件下,加速度与外力成正比;在外力一定的条件下,加速度与质量成反比的结论.在此根底上,教师指导学生总结加速度、外力和质量间的关系,得出牛顿第二定律.在胡克定律的教学中,让学生通过实验探索弹簧的伸长量与弹簧的弹力的关系,从而得出胡克定律等。

采用探索实验法,不但能使学生将实验总结出来的规律,深刻理解、牢固记忆,而且还能充分调动学生的主动性,增强学习兴趣,更重要是通过这种方法使学生掌握了研究物理问题的根本方法.(2)验证法验证实验法是采用证明规律的方法进行教学,从而使学生理解和掌握物理规律.具体实施时先由教师和学生一起提出问题,将物理规律直接告诉学生,然后教师指导学生并和学生一起通过观察分析有关现象、实验结论,验证物理规律.例如在“力的合成方法”的教学中,让学生通过实验验证平行四边形定那么,再在此根底上,进行理论探讨,得出合力大小与方向的表达式.例如验证动量守恒定律、验证机械能守恒定律等。

【高中物理】动能定理的应用知识点总结,考前必过一遍!

【高中物理】动能定理的应用知识点总结,考前必过一遍!

【⾼中物理】动能定理的应⽤知识点总结,考前必过⼀遍!⼀、动能1、定义:物体由于运动⽽具有的能量叫做动能,⽤符号来表⽰。

⽐如运动的汽车、飞机,流动的河⽔、空⽓等,都具有动能。

2、公式:3、动能是⼀个标量,只有⼤⼩没有⽅向,其单位为焦⽿(J)。

4、动能是状态量,对应物体运动的某⼀个时刻。

5、动能具有相对性,对于不同的参考系⽽⾔,物体的运动速度具有不同的瞬时值,也就有不同的动能。

在研究物体的动能时,⼀般都是以地⾯为参考系。

⼆、动能定理动能定理的推导过程:设物体质量为m,初速度为,在与运动⽅向相同的恒⼒作⽤下发⽣⼀段位移s,速度增加到。

在这⼀过程中,⼒F所做的功。

根据⽜顿第⼆定律有,根据匀加速运动的公式,有,由此可得1、动能定理的内容:合外⼒对物体做的总功等于物体动能的改变量。

2、动能定理的物理意义:该定理提出了做功与物体动能改变量之间的定量关系。

3、动能定理的表达式:4、动能定理的理解:(1)是所有外⼒做功的代数和。

可以包含恒⼒功,也可以包含变⼒功;做功的各⼒可以是同时作⽤的,也可以是各⼒在不同阶段做功的和。

应注意分析各⼒做功的正、负。

(2)求各外⼒功时,必须确定各⼒做功所对应的位移段落,逐段累计,并注意重⼒、电场⼒做功与路径⽆关的特点。

(3)下述关系式提供了⼀种判断动能(速度)变化的⽅法。

(4)代⼊公式时,要注意书写格式和各功的正负号,所求的功⼀般都按正号代⼊,如,式中动能增量为物体的末动能减去初动能,不必考虑中间过程。

(5)利⽤动能定理解题时也有其局限性,有时不能利⽤其直接求出速度的⽅向,且只适⽤于单个质点或能看成质点的物体。

5、应⽤动能定理的解题步骤(1)选择过程(哪⼀个物体,由哪⼀位置到哪⼀位置)过程的选取要灵活,既可以选取物体运动的某⼀阶段为研究过程,也可以选取物体运动的全过程为研究过程。

(2)分析过程。

分析各⼒做功情况,求解合⼒所做的功。

如果在选取的研究过程中物体受⼒情况有变化,则⼀定要分段进⾏受⼒分析,求解各个⼒的做功情况。

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