能量守恒和動能定理公式包括以下幾種:
1. 能量守恒公式:ΔE = E2 - E1。它表示的是能量在系統(tǒng)中的變化量,其中ΔE是能量變化量,E2是系統(tǒng)在狀態(tài)2時的總能量,E1是系統(tǒng)在狀態(tài)1時的總能量。
2. 動能定理公式:ΔEk=W。這個公式表示的是動能的變化量等于外力對物體做的總功,ΔEk是動能的變化量,W是外力對物體所做的總功。
此外,動能定理的變形公式還有:Ek2=Ek1+W、W=Fd、Ft=ΔEk等等。其中,Ek表示物體的動能,W表示力所做的功,F(xiàn)表示外力,d或t表示相應(yīng)物理量的變化量,ΔEk也可以表示為合外力的總沖量。這些公式可以幫助我們理解和應(yīng)用動能定理。
題目:一個質(zhì)量為5kg的物體,在水平地面上受到一個大小為20N、方向與水平面成30度角斜向上的拉力作用,物體移動了2m的距離,求物體在這個過程中所受的合外力做的功。
解析:
首先,我們需要確定物體在這個過程中的受力情況。物體受到重力、拉力、支持力和摩擦力。其中,拉力的大小為20N,方向與水平面成30度角斜向上。
根據(jù)動能定理,我們可以得到合外力做的功等于物體動能的增量。在這個問題中,我們需要求出物體在運動過程中動能的增量。
物體受到的合外力為:
F合 = Fcos30° - f = 20cos30° - μN(yùn) = 17.32 - 0.2 × (mg - Fsin30°) = 17.32 - 2.5 = 14.82N
物體在這個過程中的位移為:s = 2m
根據(jù)動能定理,我們有:W合 = ΔEk = (1/2)mv2 - (1/2)mv?2 = 0
總結(jié):在這個問題中,我們應(yīng)用了能量守恒和動能定理來求解合外力做的功。由于物體的動能沒有變化,說明物體在這個過程中所受的合外力做的功為零。這說明了能量守恒定律在物理學(xué)中的重要性。