【动能定理】合外力对物体所做的功,等于物体动能的变化量。


【动能定理】的应用:
(1)动能定理的适用情况:解决单个物体(或可看成单个物体的物体系统)受力与位移、速率关系的问题.动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功,力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分段作用.
(2)应用动能定理解题的基本思路
①选取研究对象,明确它的运动过程.
②分析研究对象的受力情况和各力做功情况,然后求各个外力做功的代数和.
③明确物体在运动过程初、末状态的动能Ek1和Ek2.
④列出动能定理的方程W合=Ek2-Ek1,及其他必要的解题方程,进行求解.
【机械能守恒定律】只有重力做功,物体的动能和重力势能相互转化,物体的机械能总量保持不变。


机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的系统内,动能和势能发生相互转化,而系统的机械能总量保持不变。
【机械能守恒定律】的应用:
(1)机械能是否守恒的判断:
①用做功来判断,看重力(或弹簧弹力)以外的其他力做功的代数和是否为零.
②用能量转化来判断,看是否有机械能转化为其他形式的能.
③对一些“绳子突然绷紧”“物体间碰撞”等问题,机械能一般不守恒,除非题目中有特别说明及暗示.
(2)应用机械能守恒定律解题的基本思路
①选取研究对象——物体系统.
②根据研究对象所经历的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒.
③恰当地选取参考平面,确定研究对象在运动过程的初、末状态时的机械能.
④根据机械能守恒定律列方程,进行求解.
【动量定理】合力对物体的冲量等于物体动量的变化量.

【动量定理】的应用:
动量定理的公式Ft=p′-p除表明两边大小、方向的关系外,还说明了两边的因果关系,即合外力的冲量是动量变化的原因.
动量定理说明的是合外力的冲量与动量变化的关系,反映了力对时间的累积效果,与物体的初、末动量无必然联系.动量变化的方向与合外力的冲量方向相同,而物体在某一时刻的动量方向跟合外力的冲量方向无必然联系.
动量定理公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力,它可以是恒力,也可以是变力,当F为变力时,F应是合外力对作用时间的平均值.
【动量守恒定律】两个或两个以上的物体组成的系统,如果它们不受外力或外力的合力为零,那么它们相互作用前后总动量保持不变。

【动量守恒定律】的应用:
(1)内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.
(2)表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′;
或p=p′(系统相互作用前总动量p等于相互作用后总动量p′);
或Δp1=-Δp2(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量的增量大小相等、方向相反).
或Δp=0(系统总动量的增量为零);
(3)守恒条件:
①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的合力为零.
②系统合外力不为零,但在某一方向上系统合力为零,则系统在该方向上动量守恒.
③系统虽受外力,但外力远小于内力且作用时间极短,如碰撞、爆炸过程.
[弹性碰撞与非弹性碰撞]
碰撞过程遵从动量守恒定律.如果碰撞过程中机械能守恒,这样的碰撞叫做弹性碰撞;如果碰撞过程中机械能不守恒,这样的碰撞叫做非弹性碰撞.
应用动量守恒定律的解题步骤:
(1)明确研究对象(系统包括哪几个物体及研究的过程);
(2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒);
(3)规定正方向,确定初、末状态动量;
(4)由动量守恒定律列式求解;
(5)必要时对结果进行讨论.
例题:如图所示,光滑水平面上有一质量为m=1kg的小车,小车右端固定一水平轻质弹簧,弹簧左端连接一质量为m
0=1kg的物块,物块与上表面光滑的小车一起以v
0=5m/s的速度向右匀速运动,与静止在光滑水平面上、质量为M=4kg的小球发生弹性正碰,若碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内.求:

(1)碰撞结束时,小车与小球的速度;
(2)从碰后瞬间到弹簧被压至最短的过程,弹簧弹力对小车的冲量大小.