2022-2023学年高二物理竞赛课件：动能定理

动能定理 一. 功 1. 功 元过程 如恒力,直线运动 元功: A→B: B * * A 几种计算方式 d. 图解法 (用于规则图形) a. 直角坐标系 b. 自然坐标系 (只有切向力做功) c. 合外力功 2. 功率 [例]质量为10kg 的质点,在外力作用下做平面曲线运动,该质点的速度为 ,开始时质点位于坐标原点。求在质点从 y = 16m 到 y = 32m 的过程中,外力做的功。 解: x y =1200J [例]一匀质链条总长为L,质量为m,放在桌面上,并使其下垂,下垂一端的长度为a,设链条与桌面之间的滑动摩擦系数为 m ,令链条由静止开始运动,求链条离开桌面时摩擦力及重力做的功。 y y 因变力做功,要用积分 分析: 问:链条离开桌面时的速率是多少? 二. 质点动能定理 A→B 注 (保守力除外) a. 功——过程量 能——状态量 与过程无关,只与状态有关 适用参考系——惯性系 b. 牛顿定律 动量定理 动能定理 Ek2(末) Ek1(初) 合外力功 B A [例] 用铁锤(自重可忽略)将一只铁钉击入木板内,设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板之深度成正比,如果在击第一次时,能将钉击入木板内 1cm, 再击第二次时(锤仍然以第一次同样的速度击钉),能击入多深? 第二次击入深度: 解: 由动能定理 3 -5 保守力与非保守力 势能 一. 万有引力、重力、弹性力作功特点 1. 万有引力作功 A→B: 式中 则 B A x x o P m 3. 弹性力作功 共同特点: 这些力作功只与始终点位置有关,而与路径无关 A B C 2. 重力作功 对 : A→B 做功具有这种特点的力称为~ 保守力: d x d y y x o 二. 保守力与非保守力 保守力作功的数学表达式 对保守力 WACB = WADB 得 物理含义:保守力对闭合路径所作功为零 数学含义:保守力F 的闭路线积分值为零 A B C D A B C D 注 a. 保守力——万有引力(含重力)、弹性力、 库仑力、分子力… 非保守力——作功与路径有关,如摩擦力、 各种阻力等 (不影响机械能) b. 保守力作功 动能 势能 非保守力作功 机械能 →热能 c. 推广: 如 则 A 一定为保守量,可引进相关势能概念 三. 势能 势能曲线 势能变化量负值 引力势能 (无穷远处为零势能) 弹性势能 (不形变位置为零势能) 注 a. 地球表面附近,地球表面为零势点 b. 势能相对性与势能差绝对性 c. 势能属于系统的,与保守力相关 引力势能 → 重力势能 1. 势能 设 EpB= 0 由前 势能 $