【摘要】動量的變化表現(xiàn)著重對時間的累積效應(yīng),動量的變化與外力的沖量相等;動能的變化表現(xiàn)著重對空間的累積效應(yīng),動能的變化與外力做的功相等。動量與沖量既是密切聯(lián)系著的、又是有本質(zhì)區(qū)別的數(shù)學(xué)量。動量決定物體反抗阻力才能聯(lián)通多久;動能與功也是密切聯(lián)系著的。又是有本質(zhì)區(qū)別的數(shù)學(xué)量,動能決定物體反抗阻力才能聯(lián)通多遠(yuǎn)。【關(guān)鍵詞】動量定律動能定律傳遞量度沖量功時間的累積效應(yīng)空間的累積效應(yīng)G633.72095-3089(2018)06-0268-02動量定律和動能定律無論在內(nèi)容記憶還是在理解運(yùn)用方面都是比較容易混淆的問題,所以我在這從不同角度去比較這兩個定律。首先我們瞧瞧她們的公式方式和應(yīng)用上的區(qū)別。一、公式方式區(qū)別動量定律Δp=I合及動能定律ΔEK=W合,兩式的右邊都表示某個數(shù)學(xué)量(動量或動能)的變化;兩式的右側(cè)都表示一側(cè)熱阻變化的緣由:動量變化是由于合外力有沖量,動能變化是由于合外力做功。二、應(yīng)用區(qū)別沖量I合和功W合都表示合外力作用的療效,沖量I合表示合外力F的作用療效對時間的積累,而功W合是表示合外力F的作用療效對空間的積累。所以在應(yīng)用時也有一些區(qū)別,假如已知條件或待求量是與時間有關(guān)的量,在解題時大多應(yīng)用動量定律。
動量定律:合外力對物體的沖量等于物體動量的降低量(矢量關(guān)系)。動能定律:合外力對物體做的功等于物體動能的降低量(標(biāo)量關(guān)系)。應(yīng)用動量定律解決的問題的特點(diǎn):合外力作用于物體動量定理和動能定理的區(qū)別,作用了一段時間,導(dǎo)致物體運(yùn)動狀態(tài)的變化,——涉及到時間。應(yīng)用動能定律解決的問題的特征:合外力作用于物體,作用了一段位移,導(dǎo)致物體運(yùn)動狀態(tài)的變化,——涉及到位移。接著我們從源頭本質(zhì)來剖析:1.動量和動能是分別反映運(yùn)動物體兩個不同本領(lǐng)的數(shù)學(xué)量因動量只抒發(fā)了機(jī)械運(yùn)動傳遞的本領(lǐng),所以物體機(jī)械運(yùn)動傳遞的本領(lǐng)不是用速率來表示,而是用動量來描述。雖然動量的大小相等,因?yàn)檫\(yùn)動的方向不同,其機(jī)械運(yùn)動傳遞的結(jié)果也會不相同,所以動量是矢量,其方向與瞬時速率的方向一致。因?yàn)樗俾适菭顟B(tài)量,所以動量也是一個狀態(tài)量,一般所說的動量,總是指某一時刻或某一位置時物體的動量。動能只抒發(fā)了某一時刻物體具有的做功的本領(lǐng)。對于給定的物體(質(zhì)量不變),假如其運(yùn)動的速率的大小不同,則其做功的本領(lǐng)也不相同;對于不同質(zhì)量的物體,雖然其運(yùn)動的速率相同,其做功的本領(lǐng)也不相同。所以運(yùn)動物體做功的本領(lǐng)不能用速率來表示,而是用動能來描述。當(dāng)定質(zhì)量物體的動量發(fā)生變化時,其動能不一定發(fā)生變化,而定質(zhì)量物體的動能發(fā)生變化時,其動量一定發(fā)生變2.動量和動能是分別量度物體運(yùn)動的兩個不同本質(zhì)的數(shù)學(xué)量動量是物體運(yùn)動的一種量度,它是從機(jī)械運(yùn)動傳遞的角度,以機(jī)械運(yùn)動來量度機(jī)械運(yùn)動的。
在機(jī)械運(yùn)動傳遞的過程中,機(jī)械運(yùn)動的傳遞遵守動量守恒定理。動量相等的物體可能具有完全不同的速率,動量似乎與速率有關(guān),但不同于速率,僅有速率還不能反映使物體獲得這個速率,或以使這個速率運(yùn)動的物體停出來的難易程度。動量作為物體運(yùn)動的一種量度,能反映出使給定的物體得到一定速率須要多大的力,作用多長的時間。動能也是物體運(yùn)動的一種量度。它是從能量轉(zhuǎn)化的角度,以機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)化為一定量的其他方式的運(yùn)動的能力來量度機(jī)械運(yùn)動的。在動能的轉(zhuǎn)化過程中,動能的轉(zhuǎn)化遵守能量的轉(zhuǎn)化和守恒定理,動能作為物體運(yùn)動的一種量度,能反映出使給定的物體得到一定速率須要在多大的力的作用下。沿切實(shí)的方向聯(lián)通多長的距離。3.動量和動能的變化分別對應(yīng)著重的兩個不同的累積效應(yīng)動量定律描述了沖量是物體動量變化的量度。動量是表征運(yùn)動狀態(tài)的量,動量的增量表示物體運(yùn)動狀態(tài)的變化,沖量則是造成運(yùn)動狀態(tài)改變的緣由,而且是動量變化的量度。動量定律描述的是一個過程,在此過程中動量定理和動能定理的區(qū)別,因?yàn)槲矬w遭到?jīng)_量的作用,造成物體的動量發(fā)生變化。動能定律闡明了動能的變化是通過做功過程來實(shí)現(xiàn),且動能的變化是通過做功來量度的。動能定律所闡明的這一關(guān)系。可見動量和動能的根本區(qū)別,就在于它們描述化學(xué)過程的特點(diǎn)和守恒規(guī)律不同。
每一個運(yùn)動的物體都具有一定的動量和動能,但動量的變化和能量的轉(zhuǎn)化,完全服從不同的規(guī)律。因而要了解和區(qū)別這兩個概念,就必須從化學(xué)變化過程中去考慮。動量的變化表現(xiàn)著重對時間的累積效應(yīng),動量的變化與外力的沖量相等;動能的變化表現(xiàn)著重對空間的累積效應(yīng),動能的變化與外力做的功相等。動量與沖量既是密切聯(lián)系著的、又是有本質(zhì)區(qū)別的數(shù)學(xué)量。動量決定物體反抗阻力才能聯(lián)通多久;動能與功也是密切聯(lián)系著的。又是有本質(zhì)區(qū)別的數(shù)學(xué)量,動能決定物體反抗阻力才能聯(lián)通多遠(yuǎn)。下邊我們一上去探討一道典型例題,從而讓你們深刻地區(qū)別動能定律和動量定均可視為質(zhì)點(diǎn),A靠在豎直墻面上,A、B間夾一個被壓縮的輕彈簧(彈不動,此時彈簧彈性勢能EP=49J。在間系一輕質(zhì)細(xì)繩,細(xì)繩寬度小于彈簧的自然寬度,如圖所示。放手后B往右運(yùn)動,繩在短暫時間內(nèi)被扭斷,然后沖上與水平面相切的豎直半圓光滑軌道,其直徑R=0.5m,B恰能抵達(dá)最低點(diǎn)C。取g=10m/s2,求:(1)繩扭斷后瞬的速率vB的大小;(2)繩扭斷過程繩對B的沖量I的大小;(3)繩扭斷過程繩對A所做的功W。解析:設(shè)B在繩被扭斷后頓時的速率為vB,抵達(dá)C點(diǎn)的速率為vC,有mBg=mBvC2/R1/=1/+2mBgR解得:vB=5m/s設(shè)彈簧恢復(fù)到自然寬度時B的速率為v1,取水平往右為正方向,有Ep=1/=mBvB-mBv1解得:I=-4Ns,其大小為4Ns設(shè)繩斷后A的速率為vA,取水平往右為正方向,有mBv1=mBvB+mAvAW=1/第一問主要考查了圓周運(yùn)動的向心力和機(jī)械能守恒定理問題;第二問考查了能量守恒定理和動量定律;對于本題第三問,考查了動量守恒定理問題。
雖然里面問題沒有涉及動能定律和動量定律,但仔細(xì)來想想第三問,我們好多同學(xué)會想到從動能定律的角度去列多項(xiàng)式W繩對A=FS,W繩對B=-FS,雖然認(rèn)為A獲得的動能等于B的動能的降低也就是W繩對A=1/繩對B=1/-1/即Ep=1/+1/由此得A獲得的動能為24J但本題假如從動量定律的角度去列式取水平往右為正方向I=mAvA,-I=mBvB-mBv1W=1/由此得A獲得的動能為8J兩種方式得到兩種答案,哪種合理呢?仔細(xì)剖析下去,問題出在從動能定律角度得到A獲得的動能等于B的動能的降低量,由于繩子繃直頓時有機(jī)械能量損失。只有從動量定律的角度剖析才是合理的。通過這道題的剖析,我們能深刻感受到動能定律和動量定律的在解答問題時的本質(zhì)區(qū)別。-全文完-