動能定理丨第一篇基礎知識

2020-12-04 學習方程式

好久沒更新物理內容了,不知道夥伴們是否還記得方程君?

這期開始要跟大家分享有關動能定理的相關知識。

大家都看過船的行駛,

但很少會去發現整個運動過程隱藏的物理知識

這不從下圖當中,從能量的角度來觀察物體的運動,你發現了什麼?

一、動能

舉例

音障,在飛機的速度接近音速時引發的一系列的氣流擾動。

子彈的殺傷力,來自於子彈的高速運動。

這些現象中,給人最直觀的感受是什麼?當然是速度,還有巨大的能量!

為了方便描述,物理家把這種能量稱為動能。

動能:物體由於運動而具有的能量。

動能的大小,根據這個公式來計算:

m:表示這個物體的質量;

V:表示這個物體某一瞬間的瞬時速度。

從這個公式,你可以重新理解一下動能,動能應該與物體的質量速度相關。

想想一個籃球跟一個同樣大小的鐵球以相同的速度飛向你,你更願意面對哪一個?

二、動能定理

牛頓他老人家告訴我們,運動的物體要停下來,需要有力的作用

靜止的物體要運動起來,也需要有力的作用。

所以,動力做正功,使物體的動能增加,阻力做負功,使物體的動能減少。

磁力做功使鐵珠的動能增加,罐子被彈出

物體的動能誰給的?當然是力!力就是動能的搬運工。

力做的功,與物體的動能之間到底具體是什麼關係?這就是動能定理。

如果要說清楚什麼是動能定理的話,我覺得我們可以做個類比。

中間是水池,水池中裝有水。上面中間有個M的圈圈代表抽水機。

當抽水機開始工作(力做功)的時候,可能是從外界抽水進水池,也可能是將水池中的水抽離水池。

水池中的水就好比物體具有的動能,抽水機的工作,就是好比是力在做功。

當抽水機向水池裡抽水的時候,水池裡的水增加。

當力對物體做正功的時候,物體具有的動能增加

當抽水機向水池外抽水的時候,水池裡的水減少。

當力對物體做負功的時候,物體具有的動能減少

這就是動能定理的內在原理。

那具體的數量關係呢?

同樣根據水池的例子。

抽水機抽水的總量(進水-出水)=水池中水的變化量

動能定理的具體關係就是:

力做功的總功(正功+負功)=動能的改變量,也即是:

然而,對於高中物理來說,怎麼解題才是重點。

動能定理是高中能量守恆中最主要的關係式,也是最主要的考點。

下一期我們再來說說「三缺一」的判斷方法。

動能定理思維導圖

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