第四节 动能 动能定理

扩展资料

能量是中心

　　   能量问题在中学理化、生、地等学科中均广泛涉及，在理科综合的学习中，若以能量为中心进行学科之间的渗透、交叉与综合，让学生多角度、多层面、运用多种能力去分析和解决有关的理论问题和实际问题．

1．太阳能

　　地球上的能量绝大部分来自太阳，太阳的能量通过它的辐射传递过来，然后转化为其他形式的能，包括机械能、电能、热能、化学能等．

2．电能、机械能、热能

　　电能是二次能源，可由光能（如太阳能电池）、核能（如核电池）、化学能（如燃料电池）和机械能（如水电、风电）等转变而成，同时电能也可转变为光能（如电灯发光）、机械能（如电动机）和化学能等，机械能可由热能、化学能、电能、潮汐能等转化而来，机械能也可转化为热能、电能等．在各种能量的转化过程中，总有部分能量转化成热能，并最终以热能的形式很失．

3．化学能

　　相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用形成化学键，要拆开化学键就要吸收相应的能量，化学反应的实质就是旧键的断裂和新键的形成，根据能的变化可分为吸能反应和放能反应．

返回

扩展资料

在几个力同时作用下做功跟动能改变的关系

　　   根据功和能之间的关系：做功的过程就是物体能量的转化过程，做了多少功，就有多少能量发生了转化。可以知道，当外力对物体做正功时，物体的动能就增加，外力做多少功，就增加多少动能；当物体克服外力做功时，物体的动能就减少，物体克服外力做了多少功，就减小多少动能。如果在一个过程中，有的外力对物体做正功，有的外力对物体做负功，也就是说既有使物体动能增加的因素，也有使物体动能减小的因素，综合起来考虑，外力对物体做的总功应等于物体动能的增量。这就是多个力作用下做功与物体动能改变的关系。

　　若质量为m的物体初速度为 ，在外力的共同作用下，速度变为 ，在这个过程中，外力对物体做的总功为W。则外力对物体做的总功等于物体动能的增量，写成公式为：

　　这就是动能定理。如果外力对物体做的总功为正， ，表明物体动能增加；如果W为负， ，表明物体动能减少。

　　动能定理也可以由牛顿第二定律和运动学公式推导出来。设一个质量为m的物体，原来的速度为 ，动能是 ，在与运动方向相同的恒定合外力F的作用下，发生一段位移s，速度增加到 ，动能增加到 。在这一过程中外力F对物体所做的功 。根据牛顿第二定律， ；由运动学公式 得到 。所以

　　

　　动能定理虽然是根据牛顿第二定律推导出来的，但与牛顿第二定律的物理意义不同。牛顿第二定律揭示的是力对物体作用所产生的瞬间效果，即力与物体运动状态变化快慢之间的联系；动能定理反映的是力对物体持续作用的空间累积效果，即对物体作用的外力所做功与物体运动状态变化之间的联系，因而它们是研究力和运动的关系的两个不同途径。由于动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间，用它来解决问题比较方便。另外，用牛顿第二定律无法解决的受变力作用的物体做非匀变速运动的有关问题，往往可以用动能定理来解决。

返回

扩展资料

运用功能定理解题的一般步骤、方法

　　1．明确研究对象、研究过程，找出初、末状态的速度情况．

　　2．要对物体进行正确受力分析（包括重力），明确各力的做功大小及正负情况．有些力在运动过程中不是始终存在，若物体运动过程中包含几个物理过程，物体运动状态受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待．

　　3．明确物体在过程的起始状态的动能 和末了状态的动能 ．

　　4．列出动能定理的方程 ，及其它必要的解题方程进行求解．

　　力做功与物体动能改变的关系，那实际就是动能定理的应用。下面举一例介绍动能定理在多个力做功情况下的应用。

　　如以竖直初速度 抛出一个质量为m的小球，当小球返回出发点时的速度大小为 ，求小球在运动过程中受的平均阻力f和小球能上升的最大高度。设小球上升的最大高度为h，上升过程中小球受重力和空气阻力（方向向下），这二个力都对物体做负功，小球初动能为 ，末动能为零，由动能定理有

　　 　　　①

　　下落过程小球受重力和空气阻力（方向向上），重力对小球做正功，空气阻力为小球做负功，小球初动能为零，末动能为 ，根据动能定理

　　　　　②

　　将①、②式相比得

　　

　　解得   

　　将 代入①式得    。

　　也可以对小球上升和下落的全过程应用动能定理，全过程，重力做功为零（ ），空气阻力始终做负功，初动能 ，末动能 ，有

　　　　③

　　由①③联立解得f、h。

　　用动能定理还可以解决一些运动过程和受力情况均较为复杂的力学问题，在例题中再作讲解。

返回

扩展资料

动能定义及推理

1．动能

　　1）动能的概念

　　运动的物体能够做功，因而具有能。物体由于运动而具有的能叫做动能。物体的动能与物体的质量和速度有关。

　　2）动能表达式的推证。

　　动能表达式是利用“功是能量转化量度”推证出来的。
    在光滑水平面上有一个质量为m的静止物体（ ，动能为零），用一水平方向上的恒力F作用在物体上，则物体做初速度为零的匀加速直线运动。

　　根据功的概念，当物体发生位移s时，力F对物体做的功为

　　

　　根据牛顿第二定律

　　因此

　　若物体发生位移s时，速度达v，由运动学公式得 得  

　　

　　由功和能的关系，力F对物体做了多少功，就转化出多少动能，因此，物体的动能是 ，记作 。

　　

　　物体获得的动能是通过力F对物体做功，由其他形式的能转化而来的。若是人的拉力对物体做功，是食物的化学能→动能；若是电动机的牵引力对物体做功，是电能→动能，等。

　　3）动能是由物体的质量和速度大小决定的物理量，动能与速度方向无关，是一个标量。动能是描述物体运动状态的一个物理基，是状态量。

　　4）动能的单位由质量和速度的单位来确定，在国际单位制中，动能的单位是J。动能的单位与功的单位相同。

返回