高考物理動能定理有以下內容:
所有的勻變速直線運動。
所有的曲線運動和某些非勻變速直線運動(如平拋運動)。
功和功率的問題都可以通過動能定理來解決。
動能定理可以用來求速度、求時間,也可以用來求距離。
需要注意的是,動能定理適用于宏觀、低速物體,對于微觀、高速物體,需要用相對論動能定理。
題目:一個質量為5kg的物體,在水平地面上受到一個大小為20N、方向與地面成30度角斜向上的拉力作用,物體在拉力作用下移動了10m的距離。求物體在這個過程中所受的合外力對物體做的功。
解析:
首先,我們需要根據題意畫出受力分析圖,并確定各個力對物體所做的功。
已知拉力的大小為:20N,與水平方向的夾角為:30度,方向與位移的方向垂直,所以拉力對物體做的功為:
$W_F = F \cos 30^{\circ} \times s = 20 \times \frac{\sqrt{3}}{2} \times 10 = 10\sqrt{3}J$
已知重力的大小為:50N,方向豎直向下,所以重力對物體做的功為:
$W_G = mgh = 5 \times 10 \times 5 = 250J$
物體在運動過程中還受到摩擦力的作用,但題目中沒有給出摩擦力的大小和方向,所以無法計算摩擦力對物體所做的功。
合外力對物體所做的功等于各個力對物體所做功的代數和,所以合外力對物體所做的功為:
$W = W_F + W_G = 10\sqrt{3} + 250$
答案:合外力對物體所做的功為:260焦耳。
這個例題展示了動能定理在求解合外力做功時的應用,通過分析各個力對物體的做功情況,可以輕松地求出合外力對物體所做的功。