【高中物理】动能定理

湛江市二中物理组2009、3动能定理和功能关系一、动能EK1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能，2.公式：Ek=1/2mv2，单位：J.3.动能是标量，是状态量，V4.动能的变化△Ek=1/2mVt2-1/2mV02.△Ek＞0，表示物体的动能增加；△Ek＜0，表示物体的动能减少.二、动能定理1.内容：外力对物体做的总功等于物体动能的变化.2.公式W合=1/2mvt2-1/2mv02.【说明】(1)等式的左边为各个力做功的代数和，正值代表正功，负值代表负功.等式右边动能的变化，指末动能EKt=1/2mVt2与初能EK0=1/2mV02之差.(2)动能定理适用于单个物体，也适用于系统；外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场(3)应用动能定理解题，一般比牛顿第二定律解题要简便.一般牵扯到力与位移关系的题目中，优先考虑使用动能定理3.应用动能定理解题的基本步骤：(1)(2)分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况：受哪些力?每个力是否做功，做正功还是做负功?做多少功?然后求各个力做功的代数和.(3)明确物体在过程的始未状态的动能EK0和EKt(4)列出动能的方程W合=EKt-EK0，及其他必要辅助方程，进行求解.P91题型二4、使用动能定理应注意的问题：①物体动能的变化是由于外力对物体做功引起的.外力对物体做的总功为正功，则物体的动能增加；反之将减小.外力对物体所做的总功，应为所有外力做功的代数和，包含重力.②有些力在物体运动全过程中不是始终存在的，若物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态、受力等情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待.若物体运动过程中包含几个不同的物理过程，解题时可以分段考虑.比较容易掌握，也可视全过程为一整体③研究对象为一物体系统，对系统用动能定理时，必须区别系统的外力与内力.（内力也做功）④动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系.一般以地面为参考系.【例】一质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在O点，小球在水平拉力F的作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，如图所示，则力F做的功为：A.mgLcosθB.mgL(1-cosθ)C.FLsinθD.FLθθPQOFmgT解析：注意F是变力，F做的功不能用公式W=FScosα计算，而用动能定理计算。（B）应用：利用动能定理求变力的功（1）物体由于受到重力作用而具有重力势能，表达式为EP=mgh．式中h是物体到零势能面的高度．重力势能是物体与地球系统共有的．只有在零势能面确定之后，物体的重力势能才有确定的值；零势能面选择的不同,同一物体在同一位置的重力势能的多少也不同，所以重力势能是相对的．通常在不明确指出的情况下，都是以地面为零势面的．应注意的是，当物体的位置改变时,其重力势能的变化量与零势面如何选取无关．三、重力势能：（2）．重力做功与重力势能的关系：重力做功等于重力势能的减少量WG=ΔEP减=EP初一EP末,克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔEP增=EP末-EP初应注意：重力做功只能使重力势能与动能相互转化，不能引起物体机械能的变化．三、功能关系1．能是物体做功的本领．功是能量转化的量度．究竟有多少能量发生了转化，用功来量度.我们在处理问题时可以从能量变化来求功，也可以从物体做功的多少来求能量的变化．2、功和能量的转化关系①合外力对物体所做的功等于物体动能的增量．W合=Ek2一Ek1（动能定理）②只有重力做功（或弹簧的弹力）做功，物体的动能和势能相互转化，物体的机械能守恒。③重力做功是重力势能变化的量度,即WG=－ΔEP重＝一（EP末一EP初)=EP初一EP末④弹力做功是弹性势能变化的量度，即：W弹＝一△EP弹＝一（EP末一EP初)=EP初一EP末⑤除了重力，弹力以外的其他力做功是物体机械能变化的量度，即：W其他=E末一E初