第2节 动能定理
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夯实基础
1.动能
(1)定义:物体__由于运动__而具有的能叫动能.
(2)表达式:Ek=__mv2__,单位:__焦耳(J)__.
(3)动能是状态量.
(4)动能是__标__(填“矢”或“标”)量.
(5)动能具有相对性,动能的大小与参考系的选取有关,中学物理中,一般取地球为参考系.
2.动能定理
内容
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力在一个过程中对物体所做的功等于物体在这个过程中__动能的变化__
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表达式
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W=ΔEk=__mv-mv__
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物理意义
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合外力做的功是物体动能变化的量度
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适用条件
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①动能定理既适用于直线运动,也适用于__曲线运动__;
②既适用于恒力做功,也适用于__变力做功__;
③力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以__不同时作用__.
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考点突破
例1如图所示,质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点,与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉,已知OP=,在A点给小球一个水平向左的初速度v0,发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B.
(1)求小球到达B点时的速率;
(2)若不计空气阻力,则初速度v0为多少?
(3)若初速度v0′=3,则小球在从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功?
【解析】(1)小球恰好到达最高点B,所以
mg=,得vB=.
(2)从A到B的过程由动能定理得
-mg(L+)=mv-mv,∴v0=.
(3)从A到B过程由动能定理得
-mg(L+)-W=mv-mv0′2,∴W=mgL.
【小结】1.对动能定理的理解要注意以下几点:
(1)力:物体所受的各个力
①“外力”指的是合力.重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力,它们可以同时作用,也可以不同时作用;
②“外力”既可以是恒力也可以是变力.
(2)动能的变化:物体末动能与初动能之差
(3)力对物体做的功:物体所受各个力做的功的代数和
2.动能定理表明了合外力做功与物体动能的变化间的关系:
(1)数量关系:合外力做的功与物体动能的变化具有等量代换关系,但并不是说动能变化就是合外力做功,不能理解为功转变成了物体的动能;
(2)因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因;
(3)单位关系:等于号两侧物理量的国际单位都是焦耳(J).