高二物理中的动能定理包括:
1. 动能定理的内容:所有外力对物体总功(外力做的总功)等于物体动能的变化。
2. 动能定理的表达式:$W = \frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$,其中W为外力对物体所做的总功,$v$为末速度(或相对地面的速度),$v_{0}$为初速度,$m$为物体质量。
以上是动能定理的基本内容和表达式,具体应用时可能需要根据具体情况进行变化和拓展。
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、方向与地面成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。
解析:
首先,我们需要确定物体在这个过程中的受力情况。物体受到拉力F的作用,大小为20N,方向与地面成30度角斜向上。此外,物体还受到地面的摩擦力和重力。
接下来,我们需要根据动能定理来求解合外力做的功。根据动能定理,合外力做的功等于物体动能的改变量。在这个问题中,物体的初速度为0,末速度为物体在水平地面上移动2m时的速度。
根据牛顿第二定律,物体的加速度为:
a = (Fcosθ - f) / m = (20(cos30)^-f)/5 = 4m/s^2
其中,f为摩擦力。根据运动学公式,物体在水平地面上移动2m时的速度为:
v = at = 42 = 8m/s
物体的动能Ekin = 1/2mv^2 = 1/258^2 = 160J
因此,合外力做的功等于物体动能的改变量,即:
W = Ekin = 160J
所以,在这个过程中,物体所受的合外力做的功为160J。这个例子可以帮助你理解动能定理的基本应用,以及如何根据牛顿第二定律和运动学公式求解物体的运动情况。