動(dòng)量定律和動(dòng)能定律其實(shí)都是從牛頓第二定理推導(dǎo)出來(lái)的,但是在解決個(gè)別的熱問(wèn)題時(shí),這兩個(gè)定律比牛頓第二定理更優(yōu)越。
讓我們來(lái)看看它們的共同點(diǎn):
1. 兩個(gè)定律不需要考慮中間過(guò)程,只需要開(kāi)始和結(jié)束狀態(tài)。 動(dòng)量定律只考慮初態(tài)和末態(tài)的動(dòng)量,動(dòng)能定律只考慮初態(tài)和末態(tài)的動(dòng)能。 不考慮過(guò)程中的速度加速度變化。
2. 這兩個(gè)定律不僅適用于恒力,也適用于變力。
3. 這兩個(gè)定律既適用于曲線運(yùn)動(dòng),也適用于直線運(yùn)動(dòng)。
4、兩個(gè)定律主要解決“不守恒”問(wèn)題,動(dòng)量定律主要解決動(dòng)量不守恒問(wèn)題,動(dòng)能定律主要解決機(jī)械能不守恒問(wèn)題。
動(dòng)能定律和動(dòng)量定律最大的共同點(diǎn)是它們只與速度、質(zhì)量和作用力有關(guān)。 他們?cè)谘芯炕瘜W(xué)問(wèn)題時(shí),只需要考慮物體的初態(tài)和終態(tài),不需要考慮物體中間變化的原因。 因此,在實(shí)際數(shù)學(xué)問(wèn)題中,動(dòng)能定律和動(dòng)量定律都可以研究變力問(wèn)題,從而把變力問(wèn)題轉(zhuǎn)化為我們?nèi)菀桌斫獾暮懔?wèn)題。
畢竟動(dòng)能定律和動(dòng)量定律都是根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律和作用在物體上的恒力運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)出來(lái)的。 但是用了一個(gè)“鉆石公式”,即F=Ma作為中間公式進(jìn)行巧妙轉(zhuǎn)換。 它們既適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng),也適用于微觀物體的高速運(yùn)動(dòng)。 毫不夸張地說(shuō),動(dòng)能定律和動(dòng)量定律把牛頓運(yùn)動(dòng)定理帶入了微觀世界,從而把人們帶入了更深的層次。 科學(xué)探究。
動(dòng)能定律解題步驟
動(dòng)能定律與動(dòng)量定律的區(qū)別:
第一:定律一側(cè)的數(shù)學(xué)意義不同
動(dòng)能定律右邊是功,是合力對(duì)物體(系統(tǒng))所做的功,合力所做的功是幾個(gè)分力所做功的代數(shù)和,即等于物體(系統(tǒng))的動(dòng)能變化。 動(dòng)量定律右邊代表沖量,即合力作用在物體上的總沖量,等于物體(系統(tǒng))的動(dòng)量變化。
第二:數(shù)學(xué)意義不同
動(dòng)能是一個(gè)標(biāo)量,是矢量的平方與質(zhì)量的一半的乘積,所以動(dòng)能是沒(méi)有方向的,也就是說(shuō)能量是物體本身所擁有的。 動(dòng)量是矢量,服從平行四邊形定律。 其實(shí)就是矢量和質(zhì)量的乘積動(dòng)量定理和動(dòng)能定理轉(zhuǎn)換,所以它是有方向的。 動(dòng)量的方向總是與物體瞬時(shí)速度的方向一致,但動(dòng)量的方向不一定與同一方向的合力一致。
第三:累計(jì)金額不同
動(dòng)能的變化就是力在空間中的積累。 一旦力在空間中消失,由力引起的動(dòng)能變化就會(huì)突然消失。 動(dòng)量的變化是力在時(shí)間上的積累。 如果瞬間失去力,物體在力上的動(dòng)量變化也會(huì)突然消失。
第四:推導(dǎo)的定理不同
由動(dòng)能定律推導(dǎo)出的定理就是機(jī)械能守恒定律,機(jī)械能守恒定律的運(yùn)用是有條件的,即物體僅靠彈力或重力或其他力作功這兩個(gè)力以外的外力為零。 從動(dòng)量定律推導(dǎo)出來(lái)就是動(dòng)量守恒定律,適用于系統(tǒng)沒(méi)有力或遇到的外力合力為零的情況。
第五:推理依據(jù)不同
動(dòng)能定律所依據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式為2aS=V22-V12動(dòng)量定理和動(dòng)能定理轉(zhuǎn)換,動(dòng)量定律所依據(jù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式為a=(V2-V1)/T。 其實(shí)最后把它們帶入了F=Ma,然后通過(guò)巧妙的變換得到了這兩個(gè)定律,只不過(guò)推導(dǎo)出來(lái)的一個(gè)是能量公式,一個(gè)是運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。 為此,動(dòng)量定律的本質(zhì)是解決復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題。
六:適用范圍不同
動(dòng)能定律解決了能量學(xué)問(wèn)題。 只要講出力作用于空間的距離,我們就優(yōu)先利用動(dòng)能定律對(duì)物體進(jìn)行定量分析和求解。 動(dòng)量定律解決了運(yùn)動(dòng)學(xué)中的問(wèn)題。 只要告訴系統(tǒng)力作用的時(shí)間,我們就優(yōu)先使用動(dòng)量定律對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行定量分析和求解。
動(dòng)能定律和動(dòng)量定律在牛頓三定理的基礎(chǔ)上,擴(kuò)大了應(yīng)用范圍,豐富了解題思路,使我們具備了更多的解題技巧。