当前位置:首页 > 经验 >

动能定理推导(动能定理的推导过程)

来源:原点资讯(www.yd166.com)时间:2024-03-22 17:13:23作者:YD166手机阅读>>

动能,它是指运动的物体特有的能量,它的大小跟物体的质量与物体的瞬时速度大小有关。那么,人们是怎么推导出动能定理的呢?动能定理又能解决怎样的物理学上的复杂问题呢?

在前面的文章中我们讲到,功等于力与力作用在物体上发生位移的乘积,其表达式为:W=F×S。咱们现在只研究物体在恒力的作用下做匀变速运动的情况,根据牛顿运动定律可得,F=M×a。再结合物体运动中位移与速度的关系式S=Vo×T 1/2a×T²,再次结合a=(Vt-Vo)/△T,从而将S=Vo×T 1/2a×T²等式变化为2aS=Vt²-Vo²。

动能定理推导,动能定理的推导过程(1)

现在,大家注意看,将2aS=Vt²-Vo²和F=M×a共同带入到W=F×S中,就有W=1/2MVt²-1/2MVo²。这个等式就是著名的动能定理,而1/2MV²就是物体所具有的瞬时动能。

从动能定理中不难看出,运动的物体能量转化全都反应在功上面,这就简化了很多运算步骤,同时,动能定理也适用与变力下物体所做的功。因为,动能定理省去了中间量时间与加速度,从而使计算更为方便。所以,动能定理比牛顿运动定律的使用范围也更加广阔。不信大家可以看一个例子。

动能定理推导,动能定理的推导过程(2)

例如,一个小球在A点时被一根绳子拉住而处于静止状态,此时,给小球施加一个水平向右的力F, 使小球缓慢的移动到B点位置,求施加的力F对小球做的功为多大呢?

在此例中,力F很明显是变力,因为小球在A点与B点时都处于静止状态,而在从A点移动到B点的过程中,F就一直在变化了。又因为在F的作用下,小球是缓慢的从A点移动到B点,不考虑绳子的弯曲情况,就可以说明小球在做匀速圆周运动。

由于绳子的拉力失重与小球的速度方向相切,故而绳子的拉力对小球不做功。但是,小球除了受到绳子的拉力外,还受到了重力G与拉力F的作用,那么,如何用动能定理来求出变力F对小球做的功为多大呢?

动能定理推导,动能定理的推导过程(3)

由于小球在A点与B点都处于静止状态,根据动能Ek=1/2MV²可知,小球在A点与B点的动能都为零,所以在整个运动中,小球的能量损失就为零。故而W=0。而这里的W为重力G与拉力F的合功。也就是说,Wg-Wf=0,进而推导出Wg=Wf。

此时,小球的重力对小球所做的功为重力乘以小球在重力作用下位移的变化量,即Wg=G(L-Lcosα),进一步将此式变化为Wg=MgL(1-cosα),其中L为绳子的长度。又因为Wg=Wf,故而变力F对小球所做的功为MgL(1-cosα)。

虽然小球在变力F的作用下其位移等于Lsin阿尔法,但是变力F所做的功却不等于FLsinα。这是因为动能定理左边的W表示的含义为所有力所做的功的代数和,再加上F为变力,所以FLsinα来表示拉力所的功是极为不准确的。

故而,在动力学中,只要求变力所的功,我们就用动能定理,将变力所做的功转化成恒力所做的功,从而将变力进行量化。

,

栏目热文

动能公式推导过程(分子平均平动动能公式推导)

动能公式推导过程(分子平均平动动能公式推导)

概念动能公式是描述物体运动能量的公式,它用于计算物体的动能,即物体由于运动而具有的能量。动能公式的表达式为:,其中表示动...

2024-03-22 17:14:07查看全文 >>

物理动能定理解题技巧(高中物理动能公式推导技巧)

物理动能定理解题技巧(高中物理动能公式推导技巧)

突破① -研究对象的选取动能定理适用于单个物体,当题目中出现多个物体时可分别将单个物体取为研究对象,应用动能定理。突破②...

2024-03-22 17:03:29查看全文 >>

动能定理经典题型讲解(动能定理的解题技巧秒杀)

动能定理经典题型讲解(动能定理的解题技巧秒杀)

今日导读:1.有同学留言对暑假作业中《天利38套》7-20T的答案有疑问,简析之!2.呈现的仅仅是分析过程,主要想强调动...

2024-03-22 17:43:02查看全文 >>

机械能守恒的条件以及判断方法(机械能守恒定律公式)

机械能守恒的条件以及判断方法(机械能守恒定律公式)

如图所示,质量为m的物体从光滑曲面顶端静止下滑,经过A、B两个位置。可以证明,在只有弹力做功的系统内,动能和弹性势能互相...

2024-03-22 17:29:39查看全文 >>

动能定理20个经典例题(动能定理典型例题归纳)

动能定理20个经典例题(动能定理典型例题归纳)

动能定理的知识点包含四大题型:对动能定理的理解动能定理基本应用动能定理与图像的结合动能定理在多过程中的应用今天小器给大家...

2024-03-22 17:28:22查看全文 >>

怎么可以让孩子快速长胖(让孩子长胖的最佳方法)

怎么可以让孩子快速长胖(让孩子长胖的最佳方法)

对于家长而言孩子瘦小都是十分烦人的一件事情,这个时候最佳的处理方法就是让孩子多吃一些可以帮助到身体补充营养的食物,并且在...

2024-03-22 17:23:30查看全文 >>

让孩子长胖的办法(如何让儿童快速长胖)

让孩子长胖的办法(如何让儿童快速长胖)

新年新气象,小朋友们也进入了新一年的“成长循环”。生长发育过程中,“身高”是家长们密切关注的指标之一。毕竟,谁不希望自己...

2024-03-22 17:44:49查看全文 >>

孩子怎么才能长胖(怎么样让孩子快速长胖)

孩子怎么才能长胖(怎么样让孩子快速长胖)

文丨美妈很帅去年孩子一年长高了10公分,我高兴坏了。但是今年我却愁坏了。春天是身高增长的黄金季节,本以为孩子会搭上长高的...

2024-03-22 17:07:52查看全文 >>

用什么办法能让小孩长胖(儿童怎样才能长胖一点)

用什么办法能让小孩长胖(儿童怎样才能长胖一点)

食物根据提供营养素的不同可分为长高食物和长胖食物。长高食物是指能提供与身高密切相关的蛋白质和钙质的食物,主要是肉类、蛋类...

2024-03-22 17:11:34查看全文 >>

怎样控制孩子长胖(怎么样让孩子快速长胖)

怎样控制孩子长胖(怎么样让孩子快速长胖)

娃长胖了先别急,快来看看国家卫生健康委办公厅近日发布的《儿童青少年肥胖食养指南(2024年版)》中的食养建议吧。根据营养...

2024-03-22 17:52:20查看全文 >>

文档排行