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动能的概念是什么及动能定理

时间:2018-01-06 中考备考 我要投稿

  动能是一个物理学名词,是物体由于作机械运动而具有的能。下面是满分网小编给大家整理的动能的概念简介,希望能帮到大家!

  动能的概念

  定义:物体由于运动而具有的能量,称为物体的动能。它的大小定义为物体质量与速度平方乘积的二分之一。

  结论

  因此,质量相同的物体,运动速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,具有的动能就越大。

  动能定理

  力在一个过程中对物体所做的功等于在这个过程中动能的变化。

  合外力(物体所受的外力的总和,根据方向以及受力大小通过正交法能计算出物体最终的合力方向及大小) 对物体所做的功等于物体动能的变化。

  表达式:

  w1+w2+w3+w4…=△W=Ek2-Ek1 (k2) (k1)为下标

  △W=(1/2)×m×Vt^2-(1/2)×m×Vo^2 (其中Vt为末速度,Vo为初速度。)

  其中,Ek2表示物体的末动能,Ek1表示物体的初动能。△W是动能的变化,又称动能的增量,也表示合外力对物体做的总功。

  动能定理的表达式是标量式,当合外力对物体做正功时,Ek2>Ek1物体的动能增加;反之则,Ek1>Ek2,物体的动能减少。

  动能定理中的位移,初末动能都应相对于同一参照系。

  1动能定理研究的对象是单一的物体,或者是可以看成单一物体的物体系。

  2动能定理的计算式是等式,一般以地面为参考系。

  3动能定理适用于物体的直线运动,也适用于曲线运动;适用于恒力做功,也适用于变力做功;力可以是分段作用,也可以是同时作用,只要可以求出各个力的正负代数和即可,这就是动能定理的优越性。

  动能定理与牛顿第二定律的区别和联系

  动能定理是由牛顿第二定律演变而来的,但是这一定理所反映的物理内容却同牛顿第二定律大不相同,牛顿第二定律反映的是力对物体的作用的瞬时效果,它指出,只要在某一时刻有力作用在物体上,物体便会产生加速度,加速度的大小和方向决定了物体运动状态将如何变化,而动能定理反映的是力对物体的空间积累效应,它指出,力在某一过程中对物体做了功,物体运动的动能便发生改变。

  牛顿第二定律只解决力是恒力、物体沿直线运动的问题,而动能定理既可以解决恒力,直线问题,也可以解决变力、曲线问题,只要不涉及加速度和时间用动能定理比用牛顿第二定律更简洁明了。

  提出定义者

  科里奥利是对动能和功给出确切的现代定义的第一个人。他把物体的动能定义为物体质量的二分之一乘以其速度的平方,而作用力对某物体所做的功等于此力乘以其克服阻力而运动的距离。

  实验

  探究动能大小与那些因素有关?

  猜想:质量(m),速度(v)

  实验方法:(1)控制变量法,(2)转换法。

  观察方法:通过观察木块被小车推动的距离的远近来比较小车动能的大小。

  实验过程:(1)控制小车质量,而通过改变小车在斜面上不同高度,从而改变小车运动到水平面上时的速度。

  (2)通过控制小车在斜坡上同一高度下滑从而使不同质量小车到水平面时速度相同。

  实验结论:物体质量相同时,物体运动速度越快,动能越大。

  动能的说明

  动能是标量,无方向,只有大小。且不能小于零。与功一致,可直接相加减。

  动能是相对量,式中的v与参照系的选取有关,不同的参照系中,v不同,物体的动能也不同。

  质点以运动方式所储存的能量。但在速度接近光速时有重大误差。狭义相对论则将动能视为质点运动时增加的质量能,修正后的动能公式适用于任何低于光速的质点。(参见「静质量」、「静质量能」) 。

  冲量

  ①冲量是力对时间的积累效应。力对物体的冲量,使物体的动量发生变化,而且冲量等于物体动量的变化量。

  ②在碰撞过程中,物体相互作用的时间极短,但力却很大,而且力在这短在的时间内变化十分剧烈,因此很难对力和物体的加速度做准确的测量;况且这类问题有时也并不需要了解每一时刻的力和速度,而只要了解力在作用时间内的积累作用和它产生的效果。这类问题,虽然原则上可以用牛顿运动定律来研究,但很不方便。为了能简便地处理这类问题,就需要应用冲量这一概念。

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