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3-2 動能與功能定理

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能量為物體做功本領的物理量

而因為本質的不同,所以有不同的名稱。

功和能

3-2 動能與功能定理

電能

(因電位的不同所具有的能量)

例:

動能

(因速度的不同所具有的能量)

位能

(因位置的不同所具有的能量)

……等等

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功和能

相反的,

外力對物體作功則會使物體的能量產生變化

下面便探討功和單一質點動能的關係。

3-2 動能與功能定理

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Δx

F

 

初能量

末能量

 

   因此動能只和質點的速度、    

   質量有關,而和如何達到

   此狀態的過程沒有關係!

3-2 動能與功能定理

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2.功與動能

對單一物體而言,

外力對物體作功會使物體的動能產生變化

也就是說當物體等速率時,外力所作的總功一定為0

 

3-2 動能與功能定理

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例題講解 例題3-2-1(1)

一在光滑水平面上質量為4.0 𝑘𝑔的木塊,受

與水平方向成53°的30𝑁拉力,沿著水平面

移動了2.0𝑚,若木塊的初速度為3.0𝑚/𝑠。求:

(1) 木塊的動能變化。(2) 木塊的末速度。

 

3-2 動能與功能定理

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例題講解 例題3-2-1(2)

一在光滑水平面上質量為4.0 𝑘𝑔的木塊,受

與水平方向成53°的30𝑁拉力,沿著水平面

移動了2.0𝑚,若木塊的初速度為3.0𝑚/𝑠。求:

(1) 木塊的動能變化。(2) 木塊的末速度。

 

3-2 動能與功能定理

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例題講解 例題3-2-2

一個小孩坐在滑板上,沿長為30m、傾斜角為30°之草地斜坡自靜止下滑,若小孩與滑板總質量為50kg,滑板與草地之動摩擦係數為0.50,則滑板抵達斜坡底端時之速率為何?

 

 

N

 

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例題講解 例題3-2-3

若2.0 kg 之物體與原長為 0.50 m 、一端固定且彈性常數為 100 N/m 之彈簧,一起被壓縮至彈簧長度成為 0.10 m 之處釋放,求物體恢復至彈簧原長時的速率為多少?

 

0.4

 

3-2 動能與功能定理

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例題講解 例題3-2-4(1)

質量為2 kg之物體由靜止起受力作用,首2秒內作用力由0均勻增加到 30 N ,後2秒保持 30 N 之定力,則:

(1)第4秒時之瞬時速度量值為何? 

(2)外力所做的功共為多少?

 

 

3-2 動能與功能定理

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例題講解 例題3-2-4(1)

質量為2 kg之物體由靜止起受力作用,首2秒內作用力由0均勻增加到 30 N ,後2秒保持 30 N 之定力,則:

(1)第4秒時之瞬時速度量值為何? 

(2)外力所做的功共為多少?

 

 

3-2 動能與功能定理

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例題講解 例題3-2-5(1)

3-2 動能與功能定理

質量0.1𝑘𝑔速度100𝑚/𝑠的子彈可穿過20𝑐𝑚厚的固定木塊,若要穿過40𝑐𝑚厚的固定木塊,子彈的速度為何?

 

兩式相除

 

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例題講解 例題3-2-5(2)頁1

承上題,將質量0.9𝑘𝑔,20𝑐𝑚厚的木塊,

置於光滑水平面,若要使子彈穿過,

則子彈初速為何?

 

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例題講解 例題3-2-5(2)頁2

承上題,將質量0.9𝑘𝑔,20𝑐𝑚厚的木塊,

置於光滑水平面,若要使子彈穿過,

則子彈初速為何?

 

 

 

 

 

 

3-2 動能與功能定理