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新高考的解讀

教育 更新时间:2024-08-29 03:19:05

上期我們對能量進行了一個整體闡述,這一期開始,我們對幾個關鍵的具體的能量進行逐一講解,首先看動能。

新高考的解讀(全面解讀高考中的)1

動能的定義:物體由于運動而具有的能量,稱為物體的動能。它的大小定義為物體質量與速度平方乘積的二分之一。為什麼還有一個二分之一呢?[what]這是為了和牛頓第二定律統一起來。我們用勻變速直線運動來大概推導一下,大家就明白了。非常準确的推導,留待大學學習。

大概推導:牛頓第二定律F=ma,所以Fs=mas=m(v2的平方-v1的平方)/2,其中F為合外力,m為質量,a為勻變速直線運動的加速度,v2為末速度,v1為初速度,s為位移。可見二分之一的出現是物理規律統一的必然。

結論:質量相同的物體,運動速度越大,它的動能越大;運動速度相同的物體,質量越大,具有的動能就越大。

幾點說明:①動能是标量,隻有大小沒有方向,所以動能可以直接加減而不用平行四邊形合成;

②動能具有瞬時性,在某一時刻,物體具有一定的速度,也具有一定的動能,動能是狀态量;而與之相對的功就是一個過程量。

③動能具有相對性,因為對不同的參考系,物體速度有不同的瞬時值,也就具有不同的動能,一般以地面為參考系研究物體的運動。所以動能其實是一個系統整體擁有的物理量。

④動能沒有負值,它一定是一個大于等于零的物理量。

補充一下動能的來曆:牛頓沒有使用過動能的概念,他使用的是笛卡爾提出的動量概念,即物體質量與速度的乘積。與牛頓同時代的德國科學家萊布尼茲不贊同動量概念,并認為動量是“死力”,主張使用一種他稱為“活力”的概念取代之。而他所謂的“活力”,就是物體質量與速度平方的乘積。

“活力”到底是個什麼力,與牛頓的作用力之間到底有什麼關系,當時并不清楚。十九世紀初英國科學家托馬斯·楊引進“能量”概念和法國科學家科裡奧利引進“功”的概念,并将功和能相互關聯。科裡奧利将活力即動能,看成是作用力做功的結果,由此提出了動能這個物理量。

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