高中物理-動能定理

高中物理-動能定理目錄動能定理基本概念直線運(yùn)動中的動能定理曲線運(yùn)動中的動能定理動能定理在碰撞問題中應(yīng)用動能定理在連接體問題中應(yīng)用動能定理在電磁感應(yīng)中應(yīng)用01動能定理基本概念Chapter物體由于運(yùn)動而具有的能量稱為動能。動能定義$E_k=frac{1}{2}mv^2$，其中$m$為物體質(zhì)量，$v$為物體速度。動能表達(dá)式動能定義及表達(dá)式合外力對物體所做的功等于物體動能的變化。$W=DeltaE_k$，其中$W$為合外力所做的功，$DeltaE_k$為物體動能的變化量。動能定理內(nèi)容數(shù)學(xué)表達(dá)式動能定理描述適用條件動能定理適用于恒力做功、變力做功、直線運(yùn)動、曲線運(yùn)動等多種情況。適用范圍動能定理不僅適用于宏觀物體的運(yùn)動，也適用于微觀粒子的運(yùn)動，具有普適性。適用條件與范圍02直線運(yùn)動中的動能定理Chapter

勻變速直線運(yùn)動動能定理表達(dá)式$W=frac{1}{2}mv^2-frac{1}{2}mv_0^2$，其中$W$是合外力做的功，$m$是物體的質(zhì)量，$v$是物體的末速度，$v_0$是物體的初速度。動能定理的物理意義合外力對物體做的功等于物體動能的增量。應(yīng)用舉例求解勻變速直線運(yùn)動中的位移、速度、加速度等問題。對于變力作用下的直線運(yùn)動，由于力的大小或方向發(fā)生變化，不能直接應(yīng)用牛頓第二定律求解，但可以應(yīng)用動能定理求解。動能定理的適用性$W=DeltaE_k$，其中$W$是變力做的功，$DeltaE_k$是物體動能的增量。動能定理表達(dá)式求解變力作用下的位移、速度等問題。應(yīng)用舉例變力作用下直線運(yùn)動動能定理在豎直上拋運(yùn)動中的應(yīng)用在豎直上拋運(yùn)動中，物體受到重力和空氣阻力的作用，可以應(yīng)用動能定理求解物體的最大高度、上升時(shí)間等問題。動能定理表達(dá)式$-mgh=0-frac{1}{2}mv_0^2$，其中$m$是物體的質(zhì)量，$g$是重力加速度，$h$是物體上升的最大高度，$v_0$是物體拋出時(shí)的初速度。應(yīng)用舉例求解豎直上拋運(yùn)動中的最大高度、上升時(shí)間等問題。豎直上拋運(yùn)動03曲線運(yùn)動中的動能定理Chapter平拋運(yùn)動定義物體以一定的初速度沿水平方向拋出，如果物體僅受重力作用，這樣的運(yùn)動叫做平拋運(yùn)動。動能定理在平拋運(yùn)動中的應(yīng)用在平拋運(yùn)動中，重力做功等于物體動能的變化。因此，可以通過測量物體在平拋運(yùn)動中的速度變化，來計(jì)算重力做功的大小。平拋運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)在以某點(diǎn)為圓心半徑為$r$的圓周上運(yùn)動，即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動時(shí)其軌跡是圓周的運(yùn)動叫“圓周運(yùn)動”。圓周運(yùn)動定義在圓周運(yùn)動中，向心力對物體做功，使物體的動能發(fā)生變化。根據(jù)動能定理，可以計(jì)算向心力做功的大小，并進(jìn)一步研究圓周運(yùn)動的性質(zhì)。動能定理在圓周運(yùn)動中的應(yīng)用圓周運(yùn)動物體沿曲線軌跡進(jìn)行的運(yùn)動叫做曲線運(yùn)動。一般曲線運(yùn)動定義對于一般的曲線運(yùn)動，物體所受的合外力做功等于物體動能的變化。因此，可以通過分析物體的受力情況和運(yùn)動軌跡，運(yùn)用動能定理求解相關(guān)問題。動能定理在一般曲線運(yùn)動中的應(yīng)用一般曲線運(yùn)動04動能定理在碰撞問題中應(yīng)用Chapter碰撞后速度交換在完全彈性碰撞中，兩個(gè)物體碰撞后速度會交換，即原來運(yùn)動的物體停止運(yùn)動，原來靜止的物體以原來運(yùn)動物體的速度運(yùn)動。碰撞前后動能守恒在完全彈性碰撞中，兩個(gè)物體碰撞前后的總動能保持不變。碰撞力為內(nèi)力在完全彈性碰撞中，碰撞力為內(nèi)力，系統(tǒng)不受外力作用，因此動量守恒。完全彈性碰撞動能損失最大在完全非彈性碰撞中，動能損失最大，因?yàn)榕鲎埠髢晌矬w以共同的速度運(yùn)動，相對于碰撞前的速度，動能減少。動量守恒在完全非彈性碰撞中，系統(tǒng)不受外力作用，因此動量守恒。碰撞后粘在一起在完全非彈性碰撞中，兩個(gè)物體碰撞后會粘在一起，以共同的速度運(yùn)動。完全非彈性碰撞03動量守恒在非完全彈性碰撞中，系統(tǒng)不受外力作用，因此動量守恒。同時(shí)，由于碰撞中存在能量損失，因此動能不守恒。01碰撞后分離在非完全彈性碰撞中，兩個(gè)物體碰撞后會分離，各自以不同的速度運(yùn)動。02動能部分損失在非完全彈性碰撞中，動能會部分損失，損失的大小取決于碰撞的彈性程度。非完全彈性碰撞05動能定理在連接體問題中應(yīng)用Chapter兩個(gè)或兩個(gè)以上物體通過剛性桿或剛性繩連接，忽略連接體的形變。剛性連接體彈性連接體光滑連接體兩個(gè)或兩個(gè)以上物體通過彈簧或橡皮筋等彈性元件連接，需要考慮連接體的形變。兩個(gè)或兩個(gè)以上物體通過光滑鉸鏈或光滑滑輪等連接，忽略摩擦和連接體的形變。030201連接體模型建立與分類將連接體看作一個(gè)整體，分析整體受力情況和運(yùn)動情況，運(yùn)用動能定理求解。整體法將連接體中各個(gè)物體隔離開來，分別分析每個(gè)物體的受力情況和運(yùn)動情況，再運(yùn)用動能定理求解。隔離法分析連接體中各個(gè)物體的能量轉(zhuǎn)化情況，運(yùn)用動能定理和能量守恒定律求解。能量轉(zhuǎn)化法連接體問題求解方法例題101兩個(gè)質(zhì)量分別為m1和m2的物體通過一根輕繩連接，在光滑水平面上以共同的速度v0向右運(yùn)動。當(dāng)繩子突然斷開后，兩物體分別以不同的加速度做勻變速直線運(yùn)動。求兩物體再次相遇時(shí)的速度。例題202一個(gè)質(zhì)量為m的物體靜止在光滑水平面上，另一個(gè)質(zhì)量為M的物體以速度v0向該物體運(yùn)動并與它發(fā)生完全非彈性碰撞。求碰撞后兩物體的共同速度。例題303一個(gè)質(zhì)量為m的物體從高度為h的光滑斜面上由靜止開始下滑，到達(dá)斜面底端時(shí)與一個(gè)靜止在水平面上的質(zhì)量為M的物體發(fā)生完全非彈性碰撞。求碰撞后兩物體的共同速度。典型例題分析06動能定理在電磁感應(yīng)中應(yīng)用Chapter電磁感應(yīng)現(xiàn)象及規(guī)律法拉第電磁感應(yīng)定律描述磁場變化時(shí)，導(dǎo)體回路中感應(yīng)電動勢的大小與穿過回路的磁通量變化率成正比。楞次定律闡述感應(yīng)電流的方向總是試圖阻止產(chǎn)生它的磁通量的變化。動生電動勢由于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。其大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度和導(dǎo)體與磁場相對運(yùn)動的速度的乘積成正比。感生電動勢由于磁場本身發(fā)生變化而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。其大小與回路中磁通量的變化率成正比。動生電動勢和感生電動勢在電磁感應(yīng)過程中，機(jī)械能、電能和磁能之間可以相互轉(zhuǎn)化。例如，在發(fā)電機(jī)中，機(jī)械能轉(zhuǎn)