动能和动能定理 一、概念与规律精释 1.动能 物体由于运动而具有的能叫动能。动能221 mvEk ,动能是标量。 (1)动能是状态量,也是相对量。因为v 为瞬时速度,且与参照系的选择有关。 (2)动量与动能大小的关系 mPkE22或mEPK 2 2.动能定理 (1)动能定理的内容和表达式 合外力所做的功等于物体动能的变化。即:2122122121mvmvEEWkk (2)物理意义 动能定理指出了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功,对应物体功能的变化,变化的大小由做功的多少来量度。 3.动能定理的理解及应用要点 ①外力可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他力,但物体动能的变化对应着合外力所做的功,而不是某个力做的功。 ②动能定理虽然是在恒力作用下,物体做匀加速直线运动的情况下推导出来的,但对于外力是变力,物体做曲线运动时,动能定理同样适用。此时式中的W是变力所做的功。 ③动能定理对应的是一个过程,并且它只涉及到物体初、末状态的动能和整个过程中合外力的功。它不涉及物体运动过程中的加速度、时间和中间状态的速度、动能。因此在初、末状态明确情况下,用它处理问题比较方便。 ④变力的功无法从功的定义式求得,却可由动能定理求变力做的功。 ⑤物体动能的变化是指末动能与初动能之差,千万不要一味地用大的减去小的。 4.应用动能定理解题步骤 (1)确定研究对象和研究过程; (2)对研究对象的每个运动过程进行受力分析; (3)确定出研究对象在研究过程中合外力做的功和初末状态的动能; (4)由动能定理列出方程,求出结果; (5)对结果进行分析和讨论. 例题: 二、方法和技巧导引 1.应用动能定理要灵活选取过程,过程的选取对解题的难易程度有很大影响。对于多过程问题,既可以分段利用动能定理列方程求解,也可以对全过程利用动能定理列方程求解。解题时可根据具体情况选择使用。 例1:如图126所示,一质量为2kg 的铅球从离地面2 m 高处自由下落,陷入沙坑 2 ㎝深处,求沙子对铅球的平均阻力。(g 取102sm) 2.应用动能定理求变力做的功 变力做功一般用动能定理计算,应用时要清楚整个过程的动能变化量及其他力做的功。 例2:如图226所示,质量为m 的物体用细绳经过小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F 时,转动半径为R ,当拉力逐渐减少到4F 时,物体仍做匀速圆周运动,半径为R2,则拉力对物体做的功大小是...