内容正文:
鲁教版高一物理动能、动能定理、做功和能量的关系
本周教学内容:
1、动能
2、动能定理
3、做功和能量的关系
细解知识点
1. 动能
物体由于运动而具有的能量叫动能;
公式:
动能是标量,只有大小没有方向;
动能是状态量,因为动能对应的是物体的一个运动状态;
动能是相对量,因为速度具有相对性,参考系不同速度往往不同,动能也就不同,一般取地面作为惯性参考系;
动能相等的两个物体,它的速度不一定相等。
动能单位是J。它的推导过程是 1kg·m2/s2=1N·m=1J
2. 动能定理
(1)动能定理的推导
因为 和
即合力所做的功,等于物体动能的变化。
(2)动能定理的表述
合外力做的功等于物体动能的变化。(这里的合外力指物体受到的所有外力的合力,包括重力)。表达式为
动能定理也可以表述为:外力对物体做的总功等于物体动能的变化。实际应用时,后一种表述比较好操作。不必求合力,特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下,只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来,就可以得到总功。
(3)应用动能定理解题的步骤
①确定研究对象和研究过程。
②对研究对象进行受力分析。(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析,含重力)。
③写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负)。如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功。
④按照动能定理列式求解。
3. 做功和能量的关系
做功的过程就是能量改变的过程。外力对物体做正功,物体的能量增加;外力对物体做负功或物体对外做功,物体能量减少。
例如:使一个本来静止的物体运动且具有50J的动能,那就是说外力使物体产生了加速度,使物体提高了速度,做了50J的功,才使它具有50J的动能。所以功的数量表示了物体有多少能量发生了转化。即功是能量转化的量度。
【典型例题】
例1、如图所示,斜面倾角为α,长为L,AB段光滑,BC段粗糙,且BC=2 AB。质量为m的木块从斜面顶端无初速下滑,到达C端时速度刚好减小到零。求物体和斜面BC段间的动摩擦因数μ。
解析:以木块为对象,在下滑全过程中用动能定理:重力做的功为mgLsinα,摩擦力做的功为,支持力不做功。初、末动能均为零。
mgLsinα=0,
小结:从本例题可以看出,由于用动能定理列方程时不牵扯过程中不同阶段的加速度,所以比