高中物理奧林匹克競(jìng)賽專(zhuān)題--動(dòng)能定理ppt課件

1、 力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功為力在質(zhì)點(diǎn)位移方向的分量與力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功為力在質(zhì)點(diǎn)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(biāo)量，過(guò)程量功是標(biāo)量，過(guò)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(dòng)能定理等.FrdiF1drirdB*i1A1F0d,900W0d,18090W0dd90WrF功是標(biāo)量功是標(biāo)量功是過(guò)程量：功是過(guò)程量：功是表示力對(duì)空間的積累作用，說(shuō)到功，功是表示力對(duì)空間的積累作用，說(shuō)到功，必需闡明是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體在必需闡明是哪個(gè)力對(duì)哪個(gè)物體在哪個(gè)過(guò)程中做的功。哪個(gè)過(guò)程中做的功。功是相對(duì)量：功是相對(duì)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(duì)于常選地面為參考系，位移是相對(duì)于地面的位移。地面的位移。公式中的位移是力的作用點(diǎn)的位移：公式中的位移是力的作用點(diǎn)的位移：當(dāng)力的作用點(diǎn)相對(duì)于物體不發(fā)生變化時(shí)，當(dāng)力的作用點(diǎn)相對(duì)于物體不發(fā)生變化時(shí)，公式中的位移可以用物體的位移來(lái)替代。公式中的位移可以用物體的位移來(lái)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(shí)功率瞬時(shí)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體由靜止出發(fā)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng), 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(duì)此力對(duì)物體做的功物體做的功.tt.d51dd2tvxxtmFaxx3taddvtt0d3dtvxv025 . 1 txvJ 0 .36d9d203ttxFW解解: 動(dòng)能動(dòng)能 物體

4、由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，叫動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，叫動(dòng)能. 動(dòng)能的表達(dá)式動(dòng)能的表達(dá)式: 對(duì)動(dòng)能概念的了解對(duì)動(dòng)能概念的了解 (1)動(dòng)能是標(biāo)量。物體的動(dòng)能除與其質(zhì)量有關(guān)外，再是動(dòng)能是標(biāo)量。物體的動(dòng)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(dòng)能的和物體速度的大小有關(guān)。因此，根據(jù)某一物體動(dòng)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(yùn)動(dòng)方向能否變化。不能判別其運(yùn)動(dòng)方向能否變化。 (2)動(dòng)能是形狀量動(dòng)能是形狀量. 物體在某時(shí)辰的動(dòng)能，與其在該時(shí)物體在某時(shí)辰的動(dòng)能，與其在該時(shí)辰的運(yùn)動(dòng)形狀相對(duì)應(yīng)，它也只能反映其在該時(shí)辰運(yùn)

5、動(dòng)辰的運(yùn)動(dòng)形狀相對(duì)應(yīng)，它也只能反映其在該時(shí)辰運(yùn)動(dòng)能量形狀。能量形狀。 (3)動(dòng)能是相對(duì)的動(dòng)能是相對(duì)的.選擇不同的參考系，物體運(yùn)動(dòng)速度選擇不同的參考系，物體運(yùn)動(dòng)速度的大小不同，所以其動(dòng)能普通也不一樣。我們常選地的大小不同，所以其動(dòng)能普通也不一樣。我們常選地面為參考系來(lái)研討問(wèn)題。面為參考系來(lái)研討問(wèn)題。 4動(dòng)能的變化動(dòng)能的變化.動(dòng)能的變化對(duì)應(yīng)一個(gè)過(guò)程，在某過(guò)動(dòng)能的變化對(duì)應(yīng)一個(gè)過(guò)程，在某過(guò)程中動(dòng)能的變化量程中動(dòng)能的變化量(增量增量)是指末動(dòng)能與初動(dòng)能的差值。是指末動(dòng)能與初動(dòng)能的差值。221mvEK二二 質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能定理21222121dddd2121vvvvvvvvvmmmstmW 動(dòng)能形

6、狀函數(shù)動(dòng)能形狀函數(shù)mpmE22122kvtmFddtvsFrFrFWdddtt 動(dòng)能定理動(dòng)能定理k1k2EEW 合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功合外力對(duì)質(zhì)點(diǎn)所作的功,等于質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的增量等于質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的增量 . 功和動(dòng)能都與功和動(dòng)能都與 參考系有關(guān)；動(dòng)能定理參考系有關(guān)；動(dòng)能定理僅適用于慣性系僅適用于慣性系 ，不同的參考系動(dòng)能定理，不同的參考系動(dòng)能定理的方式一樣。的方式一樣。留意留意 1.定理的運(yùn)用對(duì)象是質(zhì)點(diǎn)定理的運(yùn)用對(duì)象是質(zhì)點(diǎn). 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(chēng)為力對(duì)位移的積分，這從功是力在空間上的積累效

7、果，也稱(chēng)為力對(duì)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(dòng)能定理描畫(huà)的是一中可以看出，因此動(dòng)能定理描畫(huà)的是一段過(guò)程的變化段過(guò)程的變化. 4.動(dòng)能沒(méi)有負(fù)值，但動(dòng)能增量末動(dòng)能減初動(dòng)能能夠?yàn)檎?，?dòng)能沒(méi)有負(fù)值，但動(dòng)能增量末動(dòng)能減初動(dòng)能能夠?yàn)檎?，能夠?yàn)樨?fù)，也能夠是零能夠?yàn)樨?fù)，也能夠是零. Ek表示動(dòng)能的增量。普通都表示末形狀表示動(dòng)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(dòng)能的增量為零，那么合外力做功為零。但此時(shí)合動(dòng)能的增量為零，那么合外力做功為零。但此時(shí)合外力不一定為零，各分力做功也不一定都為零，請(qǐng)?zhí)貏e外力不一定為零，各分力做功也不一定都為零，請(qǐng)?zhí)?/p>

8、別留意留意. 6.運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)，要留意參考系的一致。即一切物運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)，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(dòng)能定理描寫(xiě)了合外力的功與動(dòng)能之間的變化關(guān)系。動(dòng)能定理描寫(xiě)了合外力的功與動(dòng)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(lèi)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(lèi)似的恒等關(guān)系式，我們統(tǒng)稱(chēng)其為功能關(guān)系。在動(dòng)能定理的根恒等關(guān)系式，我們統(tǒng)稱(chēng)其為功能關(guān)系。在動(dòng)能定理的根底上運(yùn)用功能關(guān)系進(jìn)展恒等變換，加以條件限制，便得底上運(yùn)用功能關(guān)系進(jìn)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(jī)械能守恒定律等。條件限制出了一系列守恒定律，如機(jī)械能守恒定律等。條件限制對(duì)于這些守恒定律是很重要的，如機(jī)械能守恒定律的條對(duì)于這些守恒定律是很重要的，如機(jī)械能守恒定律的條件是除重力、彈力外沒(méi)有其他力做功件是除重力、彈力外沒(méi)有其他力做功. 9.動(dòng)能定理、功能關(guān)系、能量守恒定律，雖然其表動(dòng)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(jià)的。處理問(wèn)題時(shí)，現(xiàn)方式和意義都不盡一樣，但都是等價(jià)的。處理問(wèn)題時(shí)，只需采用其中一個(gè)即可只需采用其中一個(gè)即可. 外力功外力功 內(nèi)力功內(nèi)力功質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)能定理 0k

10、kinexEEWW1m2mimexiFiniF內(nèi)力可以改蛻變點(diǎn)系的動(dòng)能內(nèi)力可以改蛻變點(diǎn)系的動(dòng)能留意留意0kk0kkinexEEEEWWiiiiiiii 對(duì)質(zhì)點(diǎn)系，有對(duì)質(zhì)點(diǎn)系，有0kkinexiiiiEEWW 對(duì)第對(duì)第 個(gè)質(zhì)點(diǎn)，有個(gè)質(zhì)點(diǎn)，有iiiLiiisfWid Liisfd)(？對(duì)問(wèn)號(hào)的解釋?zhuān)簩?duì)問(wèn)號(hào)的解釋?zhuān)浩胀ǖ挠懻摚喝鐖D，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)普通的討論：如圖，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)走的途徑不同。那么各質(zhì)點(diǎn)的走的途徑不同。那么各質(zhì)點(diǎn)的元位移元位移nssssdddd321故不能用一個(gè)共同的元位移故不能用一個(gè)共同的元位移 來(lái)替代。來(lái)替代。sd1m2m1L2L質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)能定理質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)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？?jī)?nèi)力作功之和不一定為零呢？總KE0kkinexEEWWiiW0kk0kkinexEEEEWWiiiiiiii留意：內(nèi)力能改動(dòng)系統(tǒng)的總動(dòng)能，但不能改動(dòng)系統(tǒng)的留意：內(nèi)力能改動(dòng)系統(tǒng)的總動(dòng)能，但不能改動(dòng)系統(tǒng)的總動(dòng)量?？倓?dòng)量。一對(duì)力的功一對(duì)力的功212112211221221121221112211222121121rdfrrdfrdrdfrdfrdfrdfrdfdW對(duì)兩物體的總)ff這段時(shí)間內(nèi)這對(duì)力(，則rd作用下位移f在m；rd為作用下位移f在m時(shí)段內(nèi)，dt在功表示為：兩質(zhì)點(diǎn)間的“一對(duì)力所做功之和等于其中一個(gè)質(zhì)

12、點(diǎn)受的力沿著該質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于另一質(zhì)點(diǎn)所挪動(dòng)的位移所做的功。即：一對(duì)力所做的功只決議于兩質(zhì)點(diǎn)的相對(duì)位移，因此也就和確定兩質(zhì)點(diǎn)的位置時(shí)所選的參考系無(wú)關(guān)。這是任何一對(duì)作用力和反作用力所做的功之和的重要特點(diǎn)！1m2mo1r2r12f21f1L2L1212rfddW根據(jù)這一特點(diǎn)可按下述方法計(jì)算一對(duì)力的功：以為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)靜止而以它所在的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，計(jì)算另一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在此坐標(biāo)系中運(yùn)動(dòng)時(shí)它所受的力所做的功。這樣用一個(gè)力計(jì)算出來(lái)的功也就等于相應(yīng)的一對(duì)力所做功之和。1m2mo1r2r12f21f1L2L21211212rfrfdddW第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)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(dòng)能定理動(dòng)能定理質(zhì)點(diǎn)系內(nèi)力做功的代數(shù)和不一定為零質(zhì)點(diǎn)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(duì)內(nèi)力做功為零一對(duì)內(nèi)力做功為零? 作用點(diǎn)無(wú)相對(duì)位移作用點(diǎn)無(wú)相對(duì)位移 相互作用力與相對(duì)位移垂直相互作用力與相對(duì)位移垂直0內(nèi)對(duì)剛體：WABABABABrfrrfWr或則：為相對(duì)位移，設(shè)00第三章第三章 動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律動(dòng)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(dòng)能定理動(dòng)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(zhǎng)為的小球系在長(zhǎng)為1.0m 細(xì)繩下細(xì)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(xiàn)成線(xiàn)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(xiàn)成豎直線(xiàn)成 角時(shí)小球的速率角時(shí)小球的速率 .3010sPsF