动能定理质点组动能定理
发布时间:2025-05-22 01:50:11 发布人:远客网络
一、动能定理质点组动能定理
质点系动能定理揭示了一个基本物理原理:所有外力对质点系所做的功,加上所有内力所做的功之和,等于质点系总动能的增量。这个定理只适用于惯性系,因为外力做功的计算依赖于参照系的选择,而内力做功则与参照系无关,因为作用力与反作用力的功代数和只与它们之间的相对位移有关,而这个相对位移是参照系选择的独立量。
动能定理具体表述为:所有外力对物体做的总功等于物体动能的改变,即合外力的功等于动能变化。数学表达式为:W_{总}= 1/2*m*(v_2)^2- 1/2*m*(v_1)^2。这个公式适用于宏观低速的物理现象,而动量定理则更为广泛,适用于所有情况,只要系统中总外力为零。
动能,用Ek表示,是物体由于运动而具有的能量,其公式为 Ek= 1/2mv^2,是一个标量,也是状态量,单位为焦耳(J),1kg*m^2/s^2= 1J。动能定理的内容进一步简化为:合外力做的功等于动能的变化,表达式为 W_{合}=ΔEk= 1/2mv^2- 1/2mv_0^2,适用于恒力、变力、分段做功或全程做功的情况。
与动能定理相对的是动量定理,Ft=mv_2- mv_1,它揭示了力对时间的累积效应,是力在时间上的积分。而动能定理Fs=1/2mv^2-1/2mv_0^2则反映了力对空间的累积效应,是力在空间上的积分,两者各有侧重,但都构成了经典力学中不可或缺的部分。
所谓动能,简单的说就是指物体因运动而具有的能量。数值上等于(1/2)Mv^2.动能是能量的一种,它的国际单位制下单位是焦耳(J),简称焦。需要注意的是,动能(以及和它相对应的各种功),都是标量,即只有大小而不存在方向。求和时只计算其代数和,不满足矢量(数学中称向量)加法的平行四边形法则。
二、质点的动能定理和质点系的动量定理
1、一个乒乓球是一个质点,一堆乒乓球组成一个质点系,而质点系只有一个质点的运动方向。
2、在地球绕太阳的公转中,球中任一点对太阳的位移、速度和加速度都略有差别,但地球半径远小于地球太阳间的距离,上述差别也远小于地心的位移、速度和加速度,可以忽略不计,仍可视公转为质点运动。
3、在物体的转动例如地球的自转中,球内各点的位移、速度和加速度的方向及大小差别悬殊,完全不能忽略,就不能视为质点。但可把物体无限分割为极小的质元,每个质元都可视为质点,物体的转动就成为无限个质点的运动的总和,即质点系的运动。
4、质点它只考虑了物体的质量而没有考虑物体的内在电荷,致使以质点定义为基础的经典力学体系无法与电磁学,电动力学,狭义相对论及现代物理完全兼容。
5、现代物理证明,任何物体的最终物质组成都是电子(带单位负电),质子(含有两个带2/3电荷的u夸克和一个带-1/3电荷的d夸克)和中子(含有两个d夸克和一个u夸克)等三种基本粒子。尽管由它们所组成的原子,分子或物体多为电中性,但其内部电荷组成不容忽视。
6、例如当研究运动的氢原子时,如果将氢原子抽象为质点,则只能与经典力学相联系。如果将其视为电子围绕着原子核运动,则与电磁学,电动力学,原子物理,以及量子力学相联系
三、质点系的动量定理内容是什么
1、质点系的动量定理简介:动力学的普遍定理之一。内容为物体动量的增量等于它所受合外力的冲量即Ft=mΔv,即所有外力的冲量的矢量和。
2、其定义为:如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。
3、动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观物体,也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体,也适用于高速运动物体。它是一个由实验观测总结的规律,也可用牛顿第二定律和运动学公式推导出来。