动能定理的工程中有什么应用

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-30
动能定理如何运用到生活中?自从高中学了动能定理,除了解试卷上的那些无聊的题。我不满足,我想把它运用

动能定理在平日也就是装装B满足下好奇心了。比方说举手机,我知道我的疯5重112g,不计空气阻力,那么每举高1cm消耗能量大致为其增加的重力势能Ep=mgh=0.112*9.8*0.01=0.0010976焦耳,而且这还和动能定理没关系。
再进一步,像是空气阻力不忽略,那就算不出来了,因为要计算的量太多。这么小的量,你所在地的重力差异要考虑,自己很难测重力系数吧。空气阻力的计算更复杂,大学流体力学才讲。手举手机,肌肉发力效率不是100%,那么消耗的能量又要大于其内能的增加。再去想想诸如ATP断裂产生肌肉收缩需要的能量的转换比率,越来越复杂连生物学都来了。诸如此类。

动能的认识
物体因运动而具有的能,称为动能.具有动能的物体能克服阻力作功.物体的质量越大,运动速度越大,能克服阻力对外做功越多,它的动能也越大.
1)单位配套:m(kg),v(m/s),Ek(J).
(2)v是矢量,但Ek是标量,与速度方向无关,不可分解.
(3)v是对地面的瞬时速度.所以动能也是一个描述物体运动状态的物理量.
(4)动能定理是标量式,解题时不涉及物体运动的方向、加速度和时间,且与中间变化过程无关,所以应用时比较方便.
(5)应用动能定理时,要先正确地进行受力分析,分清各个力做功的情况,计算时要把各已知功的正负号代入运算,若是未知功,则用符号W代入
(1)明确研究对象,做受力分析;
(2)明确运动过程,确定各力方向上的位移,从而确定W和ΔEk;
(3)列方程:W=ΔEk;
(4)解方程.

动能定理的应用范围很广,适用于直线、曲线、恒力、变力. 从以下几个方面谈一下动能定理在实际中的具体应用。
一、应用动能定理的一般思维程序:
1.确定研究对象,进行受力分析,认真画出受力分析示意图;
2.若问题中涉及到F、s 、v 、m 等物理量,考虑用动能定理;
3.确定研究的物理过程(起点和终点),分析这过程中有哪些力对研究对象作功,做了多少功,正功还是负功,求出总功;
4.确定研究过程起点和终点的动能,列出动能定理表达式;
5.求解,必要时讨论结果的合理性。
二、常规题(匀变速直线运动)
例1 用拉力F使一个质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了s,拉力F跟木箱前进的方向的夹角为α(如图1),木箱与冰道间的摩擦因数为μ,求木箱获得的速度?

由动能定理列方程得

三、多过程问题
例2 铁球从1m高处掉入沙坑,则已知铁球在下陷过程中受到沙子的平均阻力为铁球重力的20倍(如图2),则铁球在沙中下陷深度为多少?

解法一:分段列式
自由下落:■
沙坑减速:■
解法二:全程列式 ■
四、求变力做功问题
例3 一颗质量m=10g的子弹,以速度v=600m/s从枪口飞出,子弹飞出枪口时的动能为多少?若测得枪膛长s=0.6m,则火药引爆后产生的高温高压气体在枪膛内对子弹的平均推力多大?
由动能定理列方程得

五、求解曲线运动问题
例4 某人从距地面25m高处水平抛出一小球,小球质量100g,出手时速度大小为10m/s,落地时速度大小为16m/s,取g=10m/s2,试求:
(1)人抛球时对小球做多少功?
(2)小球在空中运动时克服阻力做功多少?
对不同的过程利用动能定理列方程得
人抛球的过程:■
球在空中的过程:■
列式时要注意W合和ΔEK的正负
六、多过程问题
例6 如图3所示,质量为1kg的木块(可视为质点)静止在高1.2m的平台上,木块与平台间的动摩擦因数为0.2,用水平推力20N使木块产生位移3m时撤去,木块又滑行1m时飞出平台,求木块落地时速度的大小?

  • 动能定理的工程中有什么应用
    答:动能定理的应用范围很广,适用于直线、曲线、恒力、变力. 从以下几个方面谈一下动能定理在实际中的具体应用。一、应用动能定理的一般思维程序:1.确定研究对象,进行受力分析,认真画出受力分析示意图;2.若问题中涉及到F、s 、v 、m 等物理量,考虑用动能定理;3.确定研究的物理过程(起点和终点...
  • 动能定理在电气专业中有哪些应用
    答:动能定理是经典力学中的一个基本原理,它阐述了物体由于运动而具有的动能与作用在物体上的外力之间的关系。在电气工程领域,动能定理的应用主要体现在电机功率计算、风力发电机能量转换以及电子束动力学分析等方面。1. 电机输出功率计算:电机输出的功率可以通过动能定理来计算。电机的输出功率等于负载所获得的...
  • 什么是动能定理
    答:动能定理在许多物理问题和工程应用中都有着广泛的应用,例如碰撞、弹道学、汽车工程、航空航天工程等等。了解动能定理及其应用可以帮助我们更好地理解和解决这些问题。动能定理在其它科学领域的应用:1、在计算机科学领域,动能定理被广泛用于动画和刚体物理仿真中。通过将动能定理与微积分等数学知识结合使用,可...
  • 动能定理在车辆工程专业中有哪些应用?
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  • 动能定理适用一切情况吗
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  • 动能定理在电气专业中有哪些应用
    答:动能定理是经典力学中的一个基本定理,可以用来描述物体由于运动而具有的动能和物体所受的外力之间的关系。在电气专业中,动能定理在电气专业中主要应用于电机的输出功率计算、风力发电机的转动能量计算、电子束在真空中的运动3个方面。1、电机的输出功率计算:电机的输出功率可以通过动能定理计算得到。电机...
  • 如何应用动能定理、动量定理?
    答:一、动能定理的应用:1. 确定研究对象,可以是单个质点或整个系统。2. 分析对象的受力和运动情况,确保问题涉及“力、位移与速度”的关系。3. 根据动能定理ΔW=ΔEk建立方程并求解。二、动量定理的应用:1. 质点系的动量定理表明,系统内动量的变化等于合外力的冲量。2. 冲量是力在时间上的积累效应...
  • 物理动能定理
    答:物理动能定理可以应用于多个领域 1、机械工程:物理动能定理可以用于分析机械装置的运动和能量转换。例如,在机械传动系统中,可以利用物理动能定理来计算传动装置的效率和功率损失。2、运动学:物理动能定理可以用于推导物体的运动方程。通过将物理动能定理与牛顿第二定律结合,可以得到物体的加速度和位移之间的...
  • 动能定理的适用范围
    答:动能定理的应用范围:恒力功、变力功、分段功、全程功等。动能定理介绍:1、动能定理(kinetic energy theorem)描述的是物体动能的变化量与合外力所做的功的关系,具体内容为:合外力对物体所做的功,等于物体动能的变化量。所谓动能,简单的说就是指物体因运动而具有的能量。动力学的普遍定理之一。2、...
  • 动能定律的证明及应用是什么
    答:3.动能定理适用于物体的直线运动,也适应于曲线运动;适用于恒力做功,也适用于变力做功;力可以是分段作用,也可以是同时作用,只要可以求出各个力的正负代数和即可,这就是动能定理的优越性。运用:(1)确定研究对象,研究对象可以是一个质点(单体)也可以是一个系统。 (2)分析研究对象的受力情况...