傅园慧和贝爷是哪一期:该如何学好动能定理?

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/05/02 19:09:35

FScosa代表作用在运动质点上的合外力的功。从动能定理深入领会“功”和“动能”两个概念之间的区别和联系。动能是反映物体本身运动状态的物理量,物体的运动状态一定,能量也就唯一确定了,故能量是“状态量”,而功并不决定于物体的运动状态,而是和物体运动状态的变化过程,即能量变化的过程相对应的,所以功是“过程量”。功只能量度物体运动状态发生变化时,它的能量变化了多少,而不能量度物体在一定运动状态下所具有的能量,有的书上把动能定理称之为动能原理。对原理、定理区分不严格,本辞条按课本教材要求,称“动能定理”。此定理体现了功和动能之间的联系。称为定理的原因是因为它是从牛顿定律,经数学严格推导出来的,并不能扩大其应用范围。由于动能定理不涉及物体运动过程中的加速度和时间,不论物体运动的路径如何,因而在只涉及位置变化与速度的力学问题中,应用动能定理比直接运用牛顿第二定律要简单。

应用动能定理解题的基本步骤

(1)确定研究对象,研究对象可以是一个单体也可以是一个系统.

(2)分析研究对象的受力情况和运动情况,是否是求解“力、位移与速率关系”问题.

(3)若是,根据W合=Ek2-Ek1列式求解.

动能定理和功能原理
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动能定理

把几个有相互作用的质点所组成的系统作为研究对象,探讨功与能之间所遵循的规律。首先,把动能定理的关系式推广到由几个质点组成的系统。这时,用Ek和Ek0分别表示系统内所有质点在终态和初态的总动能,W表示作用在各质点上所有的力所做的功的总和,则有

W=Ek-Ek0

值得注意的是,所有的力所做的功的代数和,不是合力的功。因为由几个质点组成的系统,不同于一个质点,各力作用点的位移不一定相同。作用力又可区分为外力和内力,外力是指系统外其它物体对系统内各质点的作用力,内力是指系统内各质点之间的相互作用力。虽然内力的合力为零,但内力的功一般不为零,因为各力作用点的位移不一定相同。因此,对于系统来说,上式中的W应等于外力所做的功与内力所做的功之和,所以,上式可改写为

W外+W内=Ek-Ek0 (1)

这就是质点系的动能定理,它在惯性参考系中成立。

功能原理

系统的内力可分为保守内力和非保守内力。因此,内力的功W内应等于保守内力的功与非保守内力的功之和。所以(1)式可写为

W外力+W保守内力+W非保守内力=Ek-Ek0

由于保守内力所做的功可用系统势能的减少来表示,即W保守内力=Ep0-Ep,所以,上式可改写为

W外力+W非保守内力=(Ek+Ep)-(Ek0+Ep0)

系统的动能和势能之和叫做系统的机械能E,即E=Ek+Ep,则上式又可写为

W外力+W非保守内力=E-E0

(2)

上式说明:系统从初态变化到终态时,它的机械能的增量等于外力的功和非保守内力的功的总和,这称为系统的功能原理。因为功能原理是在质点系的动能定理中引入势能而得出的,所以它和质点系动能定理一样也是在惯性参考系中才成立。

值得注意的是,质点系的动能定理和功能原理都给出系统的能量的改变和功的关系。前者给出的是动能的改变和功的关系,应当把所有的力的功都计算在内;后者给出的则是机械能的改变和功的关系,由于机械能中的势能的改变已经反映了保守内力的功,因而只需计算保守内力之外的其它力的功。

“动能定理”和“功能原理”有什么联系和区别?

研究“外力对物体做功”和“物体机械能变化”的关系是力学中的重要问题之一。“动能定理”和“功能原理”都是表达这种关系的规律,只是表达的形式不同,但它们的本质是相同的。

* 在“动能定理”中只提动能而不提势能;在“功能原理”中既提动能也提势能。

* 在“动能定理”中包含重力所做的功;在“功能原理”中不包含重力所做的功。

* 在“动能原理”中所包含的重力对物体所做的功与在“功能原理”中所提到的物体重力势能的变化是对同一物理现象的不同表述。

* 某些力学问题,既可以用“动能定理”求解,也可以用“功能原理”求解。具体如何选择,往往要根据题意而定。选择恰当,不仅解题便捷,而且不易失误。(注:目前的高三物理课本只讲“动能定理”,但有关功能原理的思想也分布在课文之中了。如果学生的基础不太好,若为减轻负担,也可只学习和应用“动能定理”。)

* 在运用“动能定理”解题时应当注意:在公式W=△EK中不含势能的变化 (△EP),但是在W中包含着重力做功WG。 在运用“功能原理”解题时应当注意:在公式WF=△E中既含动能的变化也含势能的变化,即△E=△EK+△EP,但是在WF中不包含重力做功WG。(注:也不包括重力分解出的下滑分力做功!)总之必须明确:W与WF的区别;△EK与△E的区别。
另外,这又一篇比较经典的文章,仅够参考:http://www.srxedu.net/Article_Show.asp?ArticleID=1242