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高中物理:动能定理、规律可以分方向应用吗?

更新时间:2024-01-20 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

在中学数学中高中物理动能定理笔记,我们常常碰到一些定律、规律可以分方向应用,换句话说,也就是这种规律或定律具有独立性。诸如:牛顿第二定理,动量定律,动量守恒定理。这么动能定律是否也可以分方向应用呢?下我们以一道简单的题目来讨论这个问题:Bhf物理好资源网(原物理ok网)

题目在某一个高度将一质量为1kg的物体以初速率v0=10m/s水平抛出,求抛出后3s时物体的动能(此时物体未落地)。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

解法13s内物体下落高度h=12gt2=45m,设下落3s时物体的速率为v,小球的机械能守恒,按照机械能守恒定理或动能定律,有:mgh=12mv2-,可得小球下落3s时的动能EK=12mv2=500J。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

解法2在竖直方向上运用动能定律,Bhf物理好资源网(原物理ok网)

mgh=EKy-0,得到:EKy=450J。水平方向上动能没有变化,EKx==50J,则物体的动能EK=EKx+EKy=500J。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

剖析与讨论“法一”毫无疑惑是对的。从解题的结果看,“法二”也是对的,这么“法二”这种情况是巧合还是必然,下边我们以最通常的情形进行剖析:Bhf物理好资源网(原物理ok网)

我们设物体受的力为恒力,也就是物体在x和y方向上均做匀变速直线运动。则依照匀变速直线运动规律和牛顿第二定理,在y方向上有:Bhf物理好资源网(原物理ok网)

以上三式均为标量式,通分整理可得:W=EK2-EK1(动能定律)。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

从上述推论过程看,“法二”的结果似乎不是巧合,而是必然。并且我觉得以上的推论过程是有问题的。缘由是在推论的过程中对动能定律的理解和应用是错误的。我们晓得,动能是一个标量,动能定律表达式是一个标量式,我们只能说物体的动能是多少焦,而不好说某个方向上的动能是多少焦,既然这样,也就不存在在那个方向上应用动能定律的说法。怎么仅从物理关系上看,也是创立的,并且数学就是化学,一定要有化学意义,对化学概念,化学规律一定要在真正理解其化学意义的基础上再进行运用,而不是仅仅追求一个结果。假如这样就违反了化学最根本的宗旨。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

一直是创立的,由于它们是由牛顿第二定理和某个方向上运用匀变速直线运动规律推导入的,并且EKx=12mv是不创立的,由于它违反动能的标量性,是没有数学意义的。在此基础上我们再来看另外一条题目。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

题目如图所示,两块竖直放置的平行金属板A、B,一质量为m的带电小球从两板间的M点开始以竖直向下的初速率v0运动,当它抵达电场中的N点时速率变为水平方向,大小变为2v0,求M、N两点间的电势差和电场力对带电小球所做的功(不计带电小球对金属板上电荷均匀分布的影响,设重力加速度为g)Bhf物理好资源网(原物理ok网)

剖析我们把小球的运动分解成水平方向和竖直方向。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

在水平方向有:WF电=12m(2v0)2-0=2mv20(注意:此式是创立的,但不能说成是由水平方向运用动能定律Bhf物理好资源网(原物理ok网)

而得来的,也就是说不能写成WF电=EKx2=EKx1=12m(2v0)2=0=2mv20)。再由WF电=qUMNBhf物理好资源网(原物理ok网)

然而这些做法我觉得不值得倡导,由于有些中学生对规律理解不到位,就容易对上式形成误会,觉得是动能定律的分方向应用。应当用最通常的解法如下:Bhf物理好资源网(原物理ok网)

小球受竖直向上的重力和水平向左的电场力,这两个力都为恒力,故小球的运动情况是这样的:竖直方向上做向下的匀减速直线运动(竖直上抛运动),水平方向上做向左的初速率为零的匀加速直线运动。N为竖直方向上的最低点。设小球从M到N的时间为t,则:Bhf物理好资源网(原物理ok网)

由以上关系式可求得WF电=F电・Sx=2mv20。板间场强E=F电q高中物理动能定理笔记,UMN=E・Sx=。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

综上考虑,我觉得动能定律是肯定不能分方向应用的。我们班主任在教学过程中千万不能片面追求结果正确而忽略对解题过程的考查,因而对中学生的错误思想不能及时纠正,使错误不断蔓延。Bhf物理好资源网(原物理ok网)

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