高中物理奧林匹克競賽專題--動能定理ppt課件

1、 力對質(zhì)點所作的功為力在質(zhì)點位移方向的分量與力對質(zhì)點所作的功為力在質(zhì)點位移方向的分量與位移大小的乘積位移大小的乘積 . 功是標量，過程量功是標量，過程量sFrFWdcosdcosdrFWdd一一 功功 力的空間累積效應(yīng)力的空間累積效應(yīng) EW, ，動能定理等.FrdiF1drirdB*i1A1F0d,900W0d,18090W0dd90WrF功是標量功是標量功是過程量：功是過程量：功是表示力對空間的積累作用，說到功，功是表示力對空間的積累作用，說到功，必需闡明是哪個力對哪個物體在必需闡明是哪個力對哪個物體在哪個過程中做的功。哪個過程中做的功。功是相對量：功是相對量：由于位移大小與參考系選擇有關(guān)，

2、由于位移大小與參考系選擇有關(guān)，因此功的大小也與參考系選擇有關(guān)，因此功的大小也與參考系選擇有關(guān)，常選地面為參考系，位移是相對于常選地面為參考系，位移是相對于地面的位移。地面的位移。公式中的位移是力的作用點的位移：公式中的位移是力的作用點的位移：當(dāng)力的作用點相對于物體不發(fā)生變化時，當(dāng)力的作用點相對于物體不發(fā)生變化時，公式中的位移可以用物體的位移來替代。公式中的位移可以用物體的位移來替代。 iiiiWrFrFWddzFyFxFWzyxdddzyxWWWWkzjyixrddddkFjFiFFzyxBABAsFrFWdcosd 合力的功合力的功 = 分力的功的代數(shù)和分力的功的代數(shù)和cosFAsBssds

3、o 變力的功變力的功rFWddmN1J1TMLdim22W 功的量綱和單位功的量綱和單位tWP 平均功率平均功率 瞬時功率瞬時功率vFtWtWPtddlim0cosvFP 功率的單位功率的單位 瓦特瓦特W10kW131sJ1W1 例例1 質(zhì)量為質(zhì)量為 2kg 的物體由靜止出發(fā)沿直線運動的物體由靜止出發(fā)沿直線運動, 作作用在物體上的力為用在物體上的力為 F = 6 t (N) . 試求在頭試求在頭 2 秒內(nèi)秒內(nèi), 此力對此力對物體做的功物體做的功.tt.d51dd2tvxxtmFaxx3taddvtt0d3dtvxv025 . 1 txvJ 0 .36d9d203ttxFW解解: 動能動能 物體

4、由于運動而具有的能量，叫動能物體由于運動而具有的能量，叫動能. 動能的表達式動能的表達式: 對動能概念的了解對動能概念的了解 (1)動能是標量。物體的動能除與其質(zhì)量有關(guān)外，再是動能是標量。物體的動能除與其質(zhì)量有關(guān)外，再是和物體速度的大小有關(guān)。因此，根據(jù)某一物體動能的和物體速度的大小有關(guān)。因此，根據(jù)某一物體動能的變化情況，我們只能確定其速度大小的變化情況，而變化情況，我們只能確定其速度大小的變化情況，而不能判別其運動方向能否變化。不能判別其運動方向能否變化。 (2)動能是形狀量動能是形狀量. 物體在某時辰的動能，與其在該時物體在某時辰的動能，與其在該時辰的運動形狀相對應(yīng)，它也只能反映其在該時辰運

5、動辰的運動形狀相對應(yīng)，它也只能反映其在該時辰運動能量形狀。能量形狀。 (3)動能是相對的動能是相對的.選擇不同的參考系，物體運動速度選擇不同的參考系，物體運動速度的大小不同，所以其動能普通也不一樣。我們常選地的大小不同，所以其動能普通也不一樣。我們常選地面為參考系來研討問題。面為參考系來研討問題。 4動能的變化動能的變化.動能的變化對應(yīng)一個過程，在某過動能的變化對應(yīng)一個過程，在某過程中動能的變化量程中動能的變化量(增量增量)是指末動能與初動能的差值。是指末動能與初動能的差值。221mvEK二二 質(zhì)點的動能定理質(zhì)點的動能定理21222121dddd2121vvvvvvvvvmmmstmW 動能形

6、狀函數(shù)動能形狀函數(shù)mpmE22122kvtmFddtvsFrFrFWdddtt 動能定理動能定理k1k2EEW 合外力對質(zhì)點所作的功合外力對質(zhì)點所作的功,等于質(zhì)點動能的增量等于質(zhì)點動能的增量 . 功和動能都與功和動能都與 參考系有關(guān)；動能定理參考系有關(guān)；動能定理僅適用于慣性系僅適用于慣性系 ，不同的參考系動能定理，不同的參考系動能定理的方式一樣。的方式一樣。留意留意 1.定理的運用對象是質(zhì)點定理的運用對象是質(zhì)點. 2.合外力的求法符合平行四邊形法那么合外力的求法符合平行四邊形法那么. W=W1+W2+W3+.+Wn 3.功是力在空間上的積累效果，也稱為力對位移的積分，這從功是力在空間上的積累效

7、果，也稱為力對位移的積分，這從 功的定義式如功的定義式如W=Fs cosa中可以看出，因此動能定理描畫的是一中可以看出，因此動能定理描畫的是一段過程的變化段過程的變化. 4.動能沒有負值，但動能增量末動能減初動能能夠為正，動能沒有負值，但動能增量末動能減初動能能夠為正，能夠為負，也能夠是零能夠為負，也能夠是零. Ek表示動能的增量。普通都表示末形狀表示動能的增量。普通都表示末形狀量減去初形狀量量減去初形狀量. 5.動能的增量為零，那么合外力做功為零。但此時合動能的增量為零，那么合外力做功為零。但此時合外力不一定為零，各分力做功也不一定都為零，請?zhí)貏e外力不一定為零，各分力做功也不一定都為零，請?zhí)?/p>

8、別留意留意. 6.運用動能定理時，要留意參考系的一致。即一切物運用動能定理時，要留意參考系的一致。即一切物理量如位移，速度都取自同一參考系參照物理量如位移，速度都取自同一參考系參照物. 7.參考系應(yīng)選用慣性系參考系應(yīng)選用慣性系. 8.動能定理描寫了合外力的功與動能之間的變化關(guān)系。動能定理描寫了合外力的功與動能之間的變化關(guān)系。同樣的，其他性質(zhì)的力和其相應(yīng)能量之間的也有類似的同樣的，其他性質(zhì)的力和其相應(yīng)能量之間的也有類似的恒等關(guān)系式，我們統(tǒng)稱其為功能關(guān)系。在動能定理的根恒等關(guān)系式，我們統(tǒng)稱其為功能關(guān)系。在動能定理的根底上運用功能關(guān)系進展恒等變換，加以條件限制，便得底上運用功能關(guān)系進展恒等變換，加以

9、條件限制，便得出了一系列守恒定律，如機械能守恒定律等。條件限制出了一系列守恒定律，如機械能守恒定律等。條件限制對于這些守恒定律是很重要的，如機械能守恒定律的條對于這些守恒定律是很重要的，如機械能守恒定律的條件是除重力、彈力外沒有其他力做功件是除重力、彈力外沒有其他力做功. 9.動能定理、功能關(guān)系、能量守恒定律，雖然其表動能定理、功能關(guān)系、能量守恒定律，雖然其表現(xiàn)方式和意義都不盡一樣，但都是等價的。處理問題時，現(xiàn)方式和意義都不盡一樣，但都是等價的。處理問題時，只需采用其中一個即可只需采用其中一個即可. 外力功外力功 內(nèi)力功內(nèi)力功質(zhì)點系的動能定理質(zhì)點系的動能定理 質(zhì)點系動能定理質(zhì)點系動能定理 0k

10、kinexEEWW1m2mimexiFiniF內(nèi)力可以改蛻變點系的動能內(nèi)力可以改蛻變點系的動能留意留意0kk0kkinexEEEEWWiiiiiiii 對質(zhì)點系，有對質(zhì)點系，有0kkinexiiiiEEWW 對第對第 個質(zhì)點，有個質(zhì)點，有iiiLiiisfWid Liisfd)(？對問號的解釋：對問號的解釋：普通的討論：如圖，兩個質(zhì)點普通的討論：如圖，兩個質(zhì)點走的途徑不同。那么各質(zhì)點的走的途徑不同。那么各質(zhì)點的元位移元位移nssssdddd321故不能用一個共同的元位移故不能用一個共同的元位移 來替代。來替代。sd1m2m1L2L質(zhì)點系的動能定理質(zhì)點系的動能定理2022121iiiiiimm思

11、索：為什么內(nèi)力之和一定為零，而思索：為什么內(nèi)力之和一定為零，而 內(nèi)力作功之和不一定為零呢？內(nèi)力作功之和不一定為零呢？總KE0kkinexEEWWiiW0kk0kkinexEEEEWWiiiiiiii留意：內(nèi)力能改動系統(tǒng)的總動能，但不能改動系統(tǒng)的留意：內(nèi)力能改動系統(tǒng)的總動能，但不能改動系統(tǒng)的總動量。總動量。一對力的功一對力的功212112211221221121221112211222121121rdfrrdfrdrdfrdfrdfrdfrdfdW對兩物體的總)ff這段時間內(nèi)這對力(，則rd作用下位移f在m；rd為作用下位移f在m時段內(nèi)，dt在功表示為：兩質(zhì)點間的“一對力所做功之和等于其中一個質(zhì)

12、點受的力沿著該質(zhì)點相對于另一質(zhì)點所挪動的位移所做的功。即：一對力所做的功只決議于兩質(zhì)點的相對位移，因此也就和確定兩質(zhì)點的位置時所選的參考系無關(guān)。這是任何一對作用力和反作用力所做的功之和的重要特點！1m2mo1r2r12f21f1L2L1212rfddW根據(jù)這一特點可按下述方法計算一對力的功：以為一個質(zhì)點靜止而以它所在的位置為坐標原點，計算另一個質(zhì)點在此坐標系中運動時它所受的力所做的功。這樣用一個力計算出來的功也就等于相應(yīng)的一對力所做功之和。1m2mo1r2r12f21f1L2L21211212rfrfdddW第三章第三章 動量守恒定律和能量守恒定律動量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程

13、（第二版）（第二版）3 4 動能定理動能定理質(zhì)點系內(nèi)力做功的代數(shù)和不一定為零質(zhì)點系內(nèi)力做功的代數(shù)和不一定為零0 ffWW0NNWWNcNvvm cff ssM什么條件下什么條件下,一對內(nèi)力做功為零一對內(nèi)力做功為零? 作用點無相對位移作用點無相對位移 相互作用力與相對位移垂直相互作用力與相對位移垂直0內(nèi)對剛體：WABABABABrfrrfWr或則：為相對位移，設(shè)00第三章第三章 動量守恒定律和能量守恒定律動量守恒定律和能量守恒定律物理學(xué)教程物理學(xué)教程（第二版）（第二版）3 4 動能定理動能定理P 例例 2 一質(zhì)量為一質(zhì)量為1.0kg 的小球系在長為的小球系在長為1.0m 細繩下細繩下 端端 , 繩的上端固定在天花板上繩的上端固定在天花板上 . 起初把繩子放在與豎直起初把繩子放在與豎直線成線成 角處角處, 然后放手使小球沿圓弧下落然后放手使小球沿圓弧下落 . 試求繩與試求繩與豎直線成豎直線成 角時小球的速率角時小球的速率 .3010sPsF