關(guān)于高中物理動能定理的研究

黃宇軒(湖北武漢中學(xué) 湖北 武漢 430000)

通過學(xué)習(xí)，我們可知，動能定理是我們用來表示功能關(guān)系的一種公式，它的適用范圍非常廣泛，在我們高中力學(xué)題目中，常常會出現(xiàn)動能定理的身影。對于我們高中生來說，想要掌握動能定理除了課堂上的學(xué)習(xí)，還應(yīng)該在課后自主的理解和運用。把動能定理中每個參數(shù)都能理清，充分理解。這樣，才能夠較好的使用動能定理解決問題。下文就將針對物理學(xué)的動能定理的理解以及運用展開論述。

1 動能定理簡析

物理學(xué)中的動能定理即是指一個動能質(zhì)點的動能增量和其它物體對其所做的功能相等。動能是能量的種類之一，他是物體因運動這一屬性所具有的能量，一個物體的動能可以通過公式為v2進行計算。動能的國際單位是焦耳(J)。動能及其相對應(yīng)的各種功都屬于標(biāo)量，不具有方向，因此在進行求和計算時，只需將相應(yīng)的數(shù)值相加即可，矢量加法中的平行四邊形法則在動能求和中并不適用。

通過學(xué)習(xí)動能定理，我們得知任意運動，合力做的功與物體動能的變化相等。而用數(shù)學(xué)式表述有兩種方式:(1)W=Ek2－Ek1，(2)FS=V2。而在這兩個公式中需要大家注意的是:(1)公式里面的S，V，V2，應(yīng)該取同一個參考系的數(shù)值來代入，通常我們會選擇地面作為參考系。(2)公式里面的W有兩層含義:其中之一是物體在運動過程中受到兩個及兩個以上的力，那么這時W代表的是這兩個力的合力做的功;另一個含義是每個力所做的功不相同，而W是作為代數(shù)和表示其中多個力所做的功。(3)公式中所體現(xiàn)的動能定理可以應(yīng)用于所有的運動過程，和其中的速度方向沒有關(guān)系。不但可以應(yīng)用于恒力做功的運動，同樣的也應(yīng)可以應(yīng)用于變力做功的運動。(4)公式中所體現(xiàn)的動能定理在應(yīng)用于單個運動時最方便便捷，比較適合使用在物體系的運動中。(5)動能定理的公式也可以按受力方向不同，分方向來分析運用。。

2 運用分析

2．1．物體系運用分析。在物體系W總=△Ek里面，而W總是物體系里面各個物體所受力做功的代數(shù)，△Ek是物體系末位置的總體動能和初始位置的總體動能的差。

例:兩個半徑同為r的小球A和B同時處于一個光滑的水平面上，其中小球B的質(zhì)量為小球A的兩倍。當(dāng)小球A、B之間的距離超過L時，兩者之間不存在相互作用。而當(dāng)兩者之間的距離低于或等于L時，它們之間的相互作用力為斥力，且大小恒定。此時若是使小球A在遠離小球B的位置沿著二者連線向處于靜止?fàn)顟B(tài)的B移動，假設(shè)其移動速度為V，若是想要使兩只小球不發(fā)生碰撞，則V需要滿足什么條件?

解:結(jié)合題干分析，當(dāng)小球A以速度V移動到和小球B距離L之后，小球A將會承受到恒定的斥力，在其速度將會不斷減小。同時小球B也會在斥力的作用下開始運動，而其速度則會呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢。當(dāng)二者運動速度達到相同之后，兩只小球依舊沒有發(fā)生碰撞，則之后也不會產(chǎn)生碰撞。

將A和B整體當(dāng)成是研究的主要對象，由于整體的水平力并不會受到外力影響，所以動能守恒，對A和B整體運用動能定理可得

2．2．運用于單個物體。例:某列車質(zhì)量為5000kg，而在平直的軌道中由額定功率3000進行加速度形式，若速度從10m/s加速為30m/s所用時間為2min，那么此事件中列車前進距離為多少?

解:首先，列車受力狀況因為列車由恒定功率行駛列車加速因而牽引力就是變力，不可以使用牛頓定律計算問題而使用動能定理就比較便捷。可列出公式列車最大速度F＇=F=，根據(jù)動能定理求得S=1600m

3 總結(jié)

通過上述論述，我們能夠清晰的了解動能定理得定義以及動能定理的應(yīng)用。從而與我們現(xiàn)在本身對動能定理的理解進行一個類比，找到自身所存在的不足，并想辦法彌補。在進行物理學(xué)習(xí)的時候，尤其是動能定理方面的問題，我們應(yīng)該通過系統(tǒng)的分析和研究，充分理解動能定理，從而能夠在面對此類題目時做到快速而又準(zhǔn)確的得出答案。