度分别为v1、v2,则,.
(3)物理意义:
动能定理揭示了外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系,即外力对物体做的总功,对应着物体动能的变化.变化的大小由做功的多少来量度.动能定理的实质说明了功和能之间的密切关系,即做功的过程是能量转化的过程.等号的意义是一种因果关系的数值上相等的符号,并不意味着"功就是动能增量",也不是"功转变成动能",而是"功引起物体动能的变化".
(4)动能定理的理解及应用要点.
动能定理虽然可根据牛顿定律和运动学方程推出,但定理本身的意义及应用却具有广泛性和普遍性.
①动能定理既适用于恒力作用过程,也适用于变力作用过程.
②动能定理既适用于物体做直线运动情况,也适用于物体做曲线运动情况.
③动能定理的研究对象既可以是单个物体,也可以是几个物体所组成的一个系统.
④动能定理的研究过程既可以是针对运动过程中的某个具体过程,也可以是针对运动的全过程.
⑤动能定理的计算式为标量式,v为相对同一参考系的速度.
⑥在中,W为物体所受所有外力对物体所做功的代数和,正功取正值计算,负功取负值计算;为动能的增量,即为末状态的动能与初状态的动能之差,而与物体运动过程无关.
要点四、应用动能定理解题的基本思路和应用技巧
要点诠释:
1.应用动能定理解题的基本思路
(1)选取研究对象及运动过程;
(2)分析研究对象的受力情况及各力对物体的做功情况:受哪些力?哪些力做了功?正功还是负功?然后写出各力做功的表达式并求其代数和;
(3)明确研究对象所历经运动过程的初、末状态,并写出初、末状态的动能、的表达式;
(4)列出动能定理的方程:,且求解。
2.动能定理的应用技巧
(1)由于动能定理反映的是物体在两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应用动能定理不受这些问题的限制。
(2)一般来说,用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题,用动能定理也可以求解,而往往用动能定理求解简捷;可是有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解。可以说,熟练地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应该增强用动能定理解题的主动意识。
要点五、动能定理与牛顿第二定律的联系和区别
在推导动能定理的过程中应用了只能在惯性参考系中成立的牛顿第二定律,因而动能定理也只适用于惯性参考系.而对于不同的惯性参考系,虽然力对物体做的功、物体的动能、动能的变化都不相同,但动能定理作为一个力学规律在不同的参考系中仍然成立.动能定理适用于在惯性参考系中运动的任何物体.
要理解动能定理与牛顿第二定律的联系与区别,应该从两者反映的物理规律的本质上加以认识.我们知道力的作用效果能够使物体的运动状态发生改变,即速度发生变化,而两者都是来描述力的这种作用效果的.前者对于一个力作用下物体的运动过程着重从空间积累的角度反映作用结果,而后者注重反映该过程中某一瞬时力的作用结果.
动能定理是从功的定义式出发,结合牛顿第二定律和动力学公式推导出来的,所以它不是独立于牛