第2讲 动能定理及其应用
考点1 动能定理的理解
1.对“外力”的两点理解
(1)“外力”可以是重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力等,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.公式中“=”体现的三个关系
数量关系
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合力做的功与物体动能的变化相等
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单位关系
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国际单位都是焦耳
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因果关系
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合力做功是物体动能变化的原因
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3.标量性
动能是标量,功也是标量,所以动能定理是一个标量式,不存在方向的选取问题.当然动能定理也就不存在分量的表达式.例如,以相同大小的初速度不管向什么方向抛出,在最终落到地面上速度大小相同的情况下,所列的动能定理的表达式都是一样的.
4.相对性
高中阶段动能定理中的位移和速度必须相对于同一个参考系,一般以地面或相对地面静止的物体为参考系.
1.如图所示,一个质量为m的物体静止放在光滑水平面上,在互成60°角的大小相等的两个水平恒力作用下,经过一段时间,物体获得的速度为v,在两个力的方向上的速度分量分别为v1、v2,那么在这段时间内,其中一个力做的功为( B )
A.mv2 B.mv2
C.mv2 D.mv2
解析:由动能定理得,合力F做的功W=mv2,由功的公式W=Fscosα知两个分力的功相等W1=W2.因W=W1+W2,所以W1=W2=W=mv2,故B正确.
2.如图所示,质量为M的木块静止在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射入木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时,木块前进的距离为L,子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力F视为恒定,则下列关系式中错误的是( B )
A.FL=Mv2
B.Fs=mv2
C.Fs=mv-(M+m)v2
D.F(L+s)=mv-mv2
解析:根据动能定理,对子弹,有-F(L+s)=mv2-mv,选项D正确;对木块,有FL=Mv2,选项A正确;由以上二式可得Fs=mv-(M+m)v2,选项C正确,只有选项B错误.