高中物理動能定理的知識點分析
在物理的學(xué)習(xí)中，學(xué)生會學(xué)習(xí)到很多的知識點，下面學(xué)習(xí)啦的小編將為大家?guī)黻P(guān)于動能定理的知識點的介紹，希望能夠幫助到大家。
高中物理動能定理的知識點
動能定理的基本概念
合外力做的功，等于物體動能的改變量，這就是動能定理的內(nèi)容。動能定理還可以表述為：過程中所有分力做的功的代數(shù)和，等于動能的改變量。
這里的合外力指研究對象受到的所有外力的合力。
動能定理的表達式
動能定理的基本表達式：F合s=W=ΔEk;
動能定理的其他表示方法：
∫Fds=W=ΔEk;
F1s1+F2s2+F3s3+……=ΔEk;
功雖然是標(biāo)量，但有正負一說。最為嚴(yán)謹?shù)墓绞堑诙€公式;最常用的，有些難度的卻是第三個公式。
動能定理根源
我們來推導(dǎo)動能定理，很多學(xué)生可能認為這是沒有必要的，其實恰恰相反。
近幾年的高考物理試題，特別注重基礎(chǔ)知識的推導(dǎo)和與應(yīng)用。理解各個知識點之間的關(guān)聯(lián)，能夠幫你更好的理解物理考點。
在內(nèi)心理解了動能定理，知道了它的本源，才能在考試中科學(xué)運用動能定理來解題。動能定理的推導(dǎo)分為如下兩步：
(1)勻變速直線運動下的動能定理推導(dǎo)過程
物體做勻變速直線運動，則其受力情況為F合=ma;
由勻變速直線運動的公式：2as=v2-v02;方程的兩邊都乘以m，除以2，有：
mas=½(mv2-v02)=Ek2-Ek1=ΔEk;
上述方程的左端mas=F合s=W;
因此有：F合s=W=ΔEk;
這就是動能定理在勻變速直線運動情況下的推導(dǎo)過程。
(2)普通直線運動模式下動能定理的推導(dǎo)過程
運用微積分的思想，我們普通運動模式進行拆分，將其肢解為非常小的一段一段的運動(微元法應(yīng)用;請同學(xué)們思考下位移公式的推導(dǎo)過程)。
當(dāng)我們的運動模式被無限分割后，每一小段都可以認為是勻變加速直線運動模式(要么a>0;要么a<0;要么a=0)。
對任何一段(從t=m到t=n)，我們都可以利用(1)中的推理過程得到W=F合s=man=En-Em
對整個過程，我們有：
W總=W1+W2+W3+……=ma1+ma2+ma3+……=(E2-E1)+(E3-E2)+(E4-E3)+……+(En-Em)+……=E末-E初
即，W總=E末-E初;這就是普通的直線運動模式下的動能定理推導(dǎo)過程。
曲線運動模式下，動能定理也是成立的，其推導(dǎo)過程不再這里分析，有興趣的同學(xué)可以自己去研究下。
動能定理的意義
無論是研究外力做的功，還是求物體動能的變化，除了最基本的定義外，我們有了另一條求解途徑。
動能定理建立起過程量(功)和狀態(tài)量(動能)間的聯(lián)系。
我們在分析復(fù)雜運動模式時，除了牛頓動力學(xué)內(nèi)容外，還可以借助于動能定理，避開中間復(fù)雜的(求加速度等)過程。
動能定理與其他考點聯(lián)系
動能定理和其他知識點的聯(lián)系太多了。比如，圓周運動的問題 ，豎直面內(nèi)從最低點到最高點的運動，就是要借助動能定理來求解的。
復(fù)雜的兩個(或三個)物體，在摩擦力下的運動，有時候用牛頓定律求解很不好求，用牛頓定律+動能定理聯(lián)合求解，往往會變得簡單。
動能定理還會與靜電場的問題結(jié)合起來，比如求解庫侖力做功的問題，因為是變力做功，沒有辦法直接根據(jù)功的定義求解，所以往往是通過動能定理來計算的。
與電磁感應(yīng)結(jié)合，也是動能定理常見的考題。這種情況下往往是研究導(dǎo)體棒運動，在摩擦力、安培力、外界拉力下導(dǎo)體棒動能的變化問題。
如果你仔細分析，你還會發(fā)現(xiàn)，愛因斯坦的光電效應(yīng)方程，與動能定理也非常的近似，或者是動能定理方程的在光學(xué)中的推廣。
總之，動能定理這個考點太靈活了，幾何可以和任意的一個章節(jié)結(jié)合在一起命題。所以從力學(xué)能量開始，任何一個章節(jié)遇到復(fù)雜的功能關(guān)系的問題，同學(xué)們要有意識的思考動能定理能不能應(yīng)用。
應(yīng)用動能定理解題的步驟總結(jié)
(1)確定研究對象和研究過程。動能定理的研究對象只能是單個物體，如果是系統(tǒng)，那么系統(tǒng)內(nèi)的物體間不能有相對運動。(原因是這時系統(tǒng)內(nèi)所有內(nèi)力做的總功不一定是零，會產(chǎn)生或釋放其他形式的能量)。
(2)對研究對象進行受力分析。(研究對象以外的物體施于研究對象的力都要分析，含重力)。
(3)寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個力做的功(注意功的正負)。如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個階段做的功。
(4)寫出物體的初、末動能，按照動能定理列式求解。
應(yīng)用動能定理解題的注意事項
1動能定理內(nèi)的物理表達量都是標(biāo)量式，當(dāng)合外力對物體做正功時，Ek2>Ek1物體的動能增加;反之則Ek1>Ek2，物體的動能減少;
2動能定理研究的對象應(yīng)為單一的物體，或者可以當(dāng)做整體的物體系;如果不是一個整體，那么就有矛盾：到底分析哪個物體所受到的合外力?研究哪個物體的始末態(tài)動能?
3動能定理的計算式一般以地面為參考系;各個速度都是以地面為參考系的(不能代入相對速度)。
4動能定理適用于直線運動，也可使用于曲線運動;適用于恒力(合外力)做功，也適用于變力做功;力可以分段作用，也可以同時作用，求出各個力所做功的正負代數(shù)和即可，這就是動能定理(相對牛頓動力學(xué))的優(yōu)越性。
5動能定理的合外力是物體所有的外力之和，在列式計算的時候，畫出受力圖來，列公式時不要丟力。
動能定理與機械能守恒的區(qū)別和聯(lián)系
區(qū)別
1動能定理的研究對象是單獨一個物體，機械能守恒定律的研究對象一般是多個物體構(gòu)成的系統(tǒng);也可以是一個物體。
2動能定理公式等號的左側(cè)是合外力所做的功，右側(cè)是動能的改變量;是功和能之間的聯(lián)系。機械能守恒定律公式等號的左側(cè)是一種狀態(tài)的機械能之和，右側(cè)是另一種狀態(tài)的機械能之和;是能量不變的方程。
聯(lián)系
1都可以不去分析具體的加速度、時間來研究能量的變化。
2都可以用來求解動能(速度大小)或動能的改變量。
高中物理勻速直線運動的知識點
勻變速直線運動定義
勻變速直線運動是高中物理最基本，同時也是考察做多的一種運動形式。
物體在一條直線上運動，如果在相等的時間內(nèi)速度的變化量相等，這種運動就叫做勻變速直線運動。
也可定義為：沿著一條直線，且加速度不變的運動，叫做勻變速直線運動。
在勻變速直線運動中，如果物體的速度隨著時間均勻增加，這個運動叫做勻加速直線運動;對應(yīng)著加速度與速度方向相同。
如果物體的速度隨著時間均勻減小，這個運動叫做勻減速直線運動;對應(yīng)著加速度與速度方向相反。
做勻變速直線運動的前提條件
物體到底在滿足什么前提下才能做勻變速直線運動呢?
這個前提條件，主要是對比曲線運動的前提條件來說的。物體作勻變速直線運動須同時符合下述兩條：
1，受恒外力作用(保證加速度方向大小不變);
2，合外力與初速度在同一直線上(保證物體運動方向不變)。
當(dāng)合外力的方向與物體運動方向一致時，為勻加速直線運動;當(dāng)合外力方向與物體運動方向相反時，為勻減速直線運動。
勻變速直線運動的公式總結(jié)
勻變速直線運動有四個最基本公式，分別如下：
(1)勻變速直線運動速度與時間的關(guān)系公式
vt=v0+at
(2)勻變速直線運動位移與時間的關(guān)系公式
x=v0t+1/2at²
(3)勻變速直線運動位移與速度的關(guān)系公式
vt²-v0²=2ax
(4)位移與平均速度的關(guān)系公式
x=(vt+v0)·t/2
勻變速直線運動公式使用與選擇
一般來說，題目中含有t的時候，優(yōu)先考慮的是第一個、第二個方程。
題目沒有時間t時，優(yōu)先考慮的是第三個方程(位移和速度關(guān)系)。
從上述的四個公式中不難看出，研究勻變速直線運動主要是研究五個物理量：s、t、a、v0、vt，這五個物理量中只有三個是獨立的，可以任意選定。
只要其中三個物理量確定之后，另外兩個就唯一確定了。
每個公式中只有其中的四個物理量，當(dāng)已知某三個而要求另一個時，往往選定一個公式就可以了。
如果兩個勻變速直線運動有三個物理量對應(yīng)相等，那么另外的兩個物理量也一定對應(yīng)相等。例如：在忽略空氣阻力的條件下，豎直上拋物體的上升、回落過程對照：最小速度、加速度大小、位移大小相同，因此經(jīng)歷時間和最大速度大小一定相同。
以上五個物理量中，除時間t外，s、v0、vt、a這四個量都是矢量。
一般做題的過程中選定v0的方向為正方向，以t=0時刻的位移為零，這時s、vt和a的正負就都有了確定的物理意義。當(dāng)然，這是王尚個人的意見，有的老師喜歡規(guī)定a的方向為正方向，這也是可以的。正方向的規(guī)定并不嚴(yán)格，但是我們在運用上述四個公式的時候，必須帶入矢量進行運算，否則就很容易導(dǎo)致計算錯誤。
勻變速直線運動中幾個常用的推論
在打點計時器及其紙帶數(shù)據(jù)處理的實驗中，我們用公式Δs=aT²來求加速度。
這說明任意相鄰相等時間內(nèi)的位移之差相等。這個結(jié)論可以推廣位：sm-sn=(m-n)aT²;
某段時間的中間時刻的即時速度等于該段時間內(nèi)的平均速度，這個問題也總是出現(xiàn)在打點計時器的實驗題中，大家要注意。
提醒大家的是，某段位移的中間位置的即時速度不小于該段位移內(nèi)的平均速度。
勻變速直線運動特例：自由落體運動
自由落體運動是一種常見且常考的運動模式，是一種特殊的勻變速直線運動。這種運動的特點是初速度為零，加速度為g的運動模式。
地球表面附近的上空可看作是恒定的重力場.如不考慮大氣阻力，在該區(qū)域內(nèi)的自由落體運動是勻加速直線運動.其加速度恒等于重力加速度g。
雖然地球的引力和物體到地球中心距離的平方成反比，但地球的半徑遠大于自由落體所經(jīng)過的路程，所以引力在地面附近可看作是不變的，自由落體的加速度即是一個不變的常量.
自由落體運動，是初速為零的勻加速直線運動。
初速度為零的勻變速直線運動規(guī)律
前1秒、前2秒、前3秒……內(nèi)的位移之比為1∶4∶9∶……
第1個t內(nèi)、第2個t內(nèi)、……、第n個t內(nèi)(相同時間內(nèi))的位移之比 1：3：5：……：(2n-1)。
通過第1個s、第2個s、第3個s、……、第n個s(通過連續(xù)相等的位移)所需時間之比t1：t2：……：tn=1：√2：√3……：√n。
對末速為零的勻變速直線運動，同樣也可以類比運用這些規(guī)律。
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