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势能、动能和动能定理

时间:2013-11-12 10:24:41 点击:

  核心提示:1.动能的概念物体由于运动而具有的能叫做动能,用Ek表示。2.动能的量度公式(1)物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积。(3)从上式可知动能为标量,单位由m、v决定为焦耳。因为1[千克·米2/秒...

1.动能的概念 
物体由于运动而具有的能叫做动能,用Ek表示。 2.动能的量度公式 
(1)物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积。 
 
(3)从上式可知动能为标量,单位由m、v决定为焦耳。因为1[千克·米2/秒2]=1[千克·米/秒2][米]=1牛·米=1焦。 
(4)物体的动能具有相对性,相对不同参考系物体动能不同,因而在同一问题中应选择同一参考系。一般物体速度都是对地球的。 
(5)动能的变化量又叫动能增量,指的是未动能与初动能之差。ΔEk= 
 
少。 
(6)物体的动能与动量均与物体的质量和速度有关系,但表示的意义不同。动量表示运动效果,动能表示运动能量。且动量为矢量,动能为标量。它们之间的数值关系为P2=2mEk。 
3.动能定理 (1)动能定理内容 
外力对物体做功的代数和(或合外力对物体做的功),等于物体动能的增量。这就是动能定理。 动能定理也可以说成:外力对物体做功,等于物体动能的增量;物体克服外力做功,等于物体动能的减少。 
(2)动能定理的表达式 
 

 

 


(3)关于动能定理的理解 
①动能定理的计算为标量式,不能分方向,v为相对同一参考系的速度。 
②动能定理的研究对象是单一物体,或者可以看成单一物体的物体系。若相互作用的物体系统由几个物体组成,则应按隔离法逐一对物体列动能定理方程。 
③以上两式(1)式用的较少。(1)式中要求求出F合,则应用矢量合成较复杂,力F都应为恒力方可求合力,且物体在整个过程中物体受力保持不变。(2)式所要求的是物体所受各力做功的代数和,其中对力没做任何要求,力可以是各种性质的力(包括重力和弹力),既可以是变力也可以是恒力;既可以同时作用,也可以分段作用。只要求出在作用过程中各力做功的多少正负即可。这也正是动能定理的优越性所在。 
④功和动能均为标量,但功有正负之分,在求未知功时,一般认为是正值。若求得为正值,说明该力做正功,负值则为物体克服该力做功。 
⑤应用动能定理时应注意动能定理的形式。即等式一边为W合,另一边为ΔEk。若将功与动能写在一边就可能成为其他规律的形式。如功能原理,能量守恒等。 
⑥若物体运动过程中包含几个不同过程,应用动能定理时;可以分段考虑,这样对初学者较易掌握,也可以看全过程为一整体来处理。 
4.势能的概念 
由于物体之间相对位置所决定的能叫势能。由物体与地球相对位置所决定的能叫重力势能。势能都是物体系统所共同具有。物体的重力势能为物体和地球共同具有,习惯上说成某物体的势能。 
5.重力势能的量度公式 
(1)用EP表示势能,物体质量为m,高度为h,则重力势能为: 
EP=mgh 
(2)重力势能为标量,单位为焦耳。 
(3)重力势能具有相对性。重力势能的大小与零势点的选取有关,选择不同零势点,物体势能不同。原则上设零势点的选取是任意的,一般题中选题中最低点为零势能点。但人们往往关心的是势能的变化而不是势能本身。 
(4)由于零势点的选取,势能有正负之分。若物体在零势面以上h米处,其重力势能为EP=mgh;若物体在零势能以下h米处时,其重力势能为EP=-mgh。势能的正负表明势能的大小。 
(5)重力做功,物体重力势能减少,物体重力做多少功,重力势能就减少多少。物体克服重力做功,物体重力势能就增加,克服重力做多少功,物体重力势能就增加多少。 
6.弹性势能的初步概念 

 

 


(1)由于物体发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。 
(2)弹性势能是物体和弹簧所组成的系统的势能,而不是某个物体的。 
 
弹簧的形变量。

作者:不详 来源:网络
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