【摘要】動量的變化表現著重對時間的累積效應,動量的變化與外力的沖量相等;動能的變化表現著重對空間的累積效應,動能的變化與外力做的功相等。動量與沖量既是密切聯系著的、又是有本質區別的數學量。動量決定物體反抗阻力才能聯通多久;動能與功也是密切聯系著的。又是有本質區別的數學量,動能決定物體反抗阻力才能聯通多遠?!娟P鍵詞】動量定律動能定律傳遞量度沖量功時間的累積效應空間的累積效應G633.72095-3089(2018)06-0268-02動量定律和動能定律無論在內容記憶還是在理解運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用上的區別。一、公式方式區別動量定律Δp=I合及動能定律ΔEK=W合,兩式的右邊都表示某個數學量(動量或動能)的變化;兩式的右側都表示一側熱阻變化的緣由: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、應用區別沖量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。所以在應用時也有一些區別,假如已知條件或待求量是與時間有關的量,在解題時大多應用動量定律。
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(標量關系)。應用動量定律解決的問題的特點:合外力作用于物體動量定理和動能定理的區別,作用了一段時間,導致物體運動狀態的變化,——涉及到時間。應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,導致物體運動狀態的變化,——涉及到位移。接著我們從源頭本質來剖析:1.動量和動能是分別反映運動物體兩個不同本領的數學量因動量只抒發了機械運動傳遞的本領,所以物體機械運動傳遞的本領不是用速率來表示,而是用動量來描述。雖然動量的大小相等,因為運動的方向不同,其機械運動傳遞的結果也會不相同,所以動量是矢量,其方向與瞬時速率的方向一致。因為速率是狀態量,所以動量也是一個狀態量,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。動能只抒發了某一時刻物體具有的做功的本領。對于給定的物體(質量不變),假如其運動的速率的大小不同,則其做功的本領也不相同;對于不同質量的物體,雖然其運動的速率相同,其做功的本領也不相同。所以運動物體做功的本領不能用速率來表示,而是用動能來描述。當定質量物體的動量發生變化時,其動能不一定發生變化,而定質量物體的動能發生變化時,其動量一定發生變2.動量和動能是分別量度物體運動的兩個不同本質的數學量動量是物體運動的一種量度,它是從機械運動傳遞的角度,以機械運動來量度機械運動的。
在機械運動傳遞的過程中,機械運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,但不同于速率,僅有速率還不能反映使物體獲得這個速率,或以使這個速率運動的物體停出來的難易程度。動量作為物體運動的一種量度,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。動能也是物體運動的一種量度。它是從能量轉化的角度,以機械運動轉化為一定量的其他方式的運動的能力來量度機械運動的。在動能的轉化過程中,動能的轉化遵守能量的轉化和守恒定理,動能作為物體運動的一種量度,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。沿切實的方向聯通多長的距離。3.動量和動能的變化分別對應著重的兩個不同的累積效應動量定律描述了沖量是物體動量變化的量度。動量是表征運動狀態的量,動量的增量表示物體運動狀態的變化,沖量則是造成運動狀態改變的緣由,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別,因為物體遭到沖量的作用,造成物體的動量發生變化。動能定律闡明了動能的變化是通過做功過程來實現,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系??梢妱恿亢蛣幽艿母緟^別,就在于它們描述化學過程的特點和守恒規律不同。
每一個運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化,完全服從不同的規律。因而要了解和區別這兩個概念,就必須從化學變化過程中去考慮。動量的變化表現著重對時間的累積效應,動量的變化與外力的沖量相等;動能的變化表現著重對空間的累積效應,動能的變化與外力做的功相等。動量與沖量既是密切聯系著的、又是有本質區別的數學量。動量決定物體反抗阻力才能聯通多久;動能與功也是密切聯系著的。又是有本質區別的數學量,動能決定物體反抗阻力才能聯通多遠。下邊我們一上去探討一道典型例題,從而讓你們深刻地區別動能定律和動量定均可視為質點,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。在間系一輕質細繩,細繩寬度小于彈簧的自然寬度,如圖所示。放手后B往右運動,繩在短暫時間內被扭斷,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恰能抵達最低點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??;(3)繩扭斷過程繩對A所做的功W。解析:設B在繩被扭斷后頓時的速率為vB,抵達C點的速率為vC,有mBg=mBvC2/R1/=1/+2mBgR解得:vB=5m/s設彈簧恢復到自然寬度時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動的向心力和機械能守恒定理問題;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,但仔細來想想第三問,我們好多同學會想到從動能定律的角度去列多項式W繩對A=FS,W繩對B=-FS,雖然認為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區別。-全文完-