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物理动能定理公式

更新时间:2024-06-28 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

动能定理公式如下:jFb物理好资源网(原物理ok网)

1. 动能定理的基本形式:$W = \Delta E_{k}$,表示合外力对物体做的总功等于物体动能的变化量。其中,$W$表示外力对物体所做的总功,$\Delta E_{k}$表示物体动能的变化量。jFb物理好资源网(原物理ok网)

2. 动能定理的推导形式:$F_{合} \cdot x = \Delta E_{k} + \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$,其中$F_{合}$表示合外力,$x$表示物体在合外力作用下的位移,$\Delta E_{k}$表示物体动能的变化量,$v$和$v_{0}$分别表示末速度和初速度。jFb物理好资源网(原物理ok网)

3. 动能定理的表达式:$\Delta E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$,表示物体的动能变化量等于物体所受合外力的功。jFb物理好资源网(原物理ok网)

需要注意的是,动能定理适用于所有物体(质点、刚体、弹簧等)在恒力作用下做匀加速直线运动的情况。此外,动能定理也可以用于变力做功的情况,但需要使用积分求解。jFb物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

题目:一个质量为5kg的物体,在水平地面上受到一个大小为20N、方向与水平面成30度角斜向上的拉力作用,物体移动了2m的距离,求物体在这个过程中所受的合外力做的功。jFb物理好资源网(原物理ok网)

解析:jFb物理好资源网(原物理ok网)

首先,我们需要确定物体在这个过程中的受力情况。物体受到两个力的作用:拉力F和摩擦力f。其中,拉力F的大小为20N,方向与水平面成30度角斜向上;摩擦力f的大小未知,方向可能与拉力F相反,也可能与拉力F无关。jFb物理好资源网(原物理ok网)

根据动能定理,合外力做的功等于动能的变化量。在本题中,我们需要求出物体在这个过程中动能的变化量,再根据动能定理求解合外力做的功。jFb物理好资源网(原物理ok网)

已知物体移动的距离为:2mjFb物理好资源网(原物理ok网)

已知拉力F的大小为:20NjFb物理好资源网(原物理ok网)

已知拉力F与水平面的夹角为:30度jFb物理好资源网(原物理ok网)

根据力的分解,可将拉力F分解为水平方向的分力和竖直方向的分力。由于物体在水平地面上移动,所以水平方向的分力为拉力的竖直分量,即:jFb物理好资源网(原物理ok网)

$F_{x} = F\cos{30^{\circ} = 20 \times 0.866 = 17.3N}$jFb物理好资源网(原物理ok网)

由于物体在水平地面上移动,所以摩擦力f的大小未知,但可以确定摩擦力f的方向与水平方向相反。jFb物理好资源网(原物理ok网)

根据动能定理,合外力做的功等于动能的变化量,即:jFb物理好资源网(原物理ok网)

$W = \Delta E_{k}$jFb物理好资源网(原物理ok网)

其中,$\Delta E_{k}$表示物体动能的变化量。根据动能定理,物体动能的增量等于合外力对物体做的功。由于物体只受到拉力和摩擦力的作用,所以合外力做的功等于拉力和摩擦力的合力对物体做的功。jFb物理好资源网(原物理ok网)

根据平行四边形法则,可将拉力和摩擦力的合力分解为水平方向的分力和竖直方向的分力。由于物体在水平地面上移动,所以水平方向的分力即为拉力和摩擦力的合力在水平方向上的分力。根据牛顿第二定律和运动学公式,可得到物体在这个过程中的速度变化量为:jFb物理好资源网(原物理ok网)

$\Delta v = \sqrt{2aL} = \sqrt{2 \times 17.3 \times 2} = 6.9m/s$jFb物理好资源网(原物理ok网)

由于物体只受到拉力和摩擦力的作用,所以物体的动能增量等于合外力对物体做的功。根据动能定理,物体动能的增量等于合外力对物体做的功除以物体的质量,即:jFb物理好资源网(原物理ok网)

$\Delta E_{k} = \frac{W}{m} = \frac{F_{合} \cdot L}{m}$jFb物理好资源网(原物理ok网)

其中,$L$表示物体移动的距离;$m$表示物体的质量;$F_{合}$表示合外力的大小。将已知量代入公式中,可得:jFb物理好资源网(原物理ok网)

$\Delta E_{k} = \frac{17.3 \times 2}{5} = 7.4J$jFb物理好资源网(原物理ok网)

所以,物体在这个过程中所受的合外力做的功为7.4J。jFb物理好资源网(原物理ok网)

总结:通过这个例题,我们可以更好地理解物理动能定理的概念和公式应用。jFb物理好资源网(原物理ok网)


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