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動能定理和動量定理的定義

生活 更新时间:2025-02-27 11:18:09

動能是指一個物體因運動而具有的能量。一個物體的動能增量等于其他物體對它所作的功,稱為動能定理。動能定理是能量守恒定律的一種表達形式。其數學表達式為:ΔW=Ek2-Ek1 ,Ek2表示物體的末動能,Ek1表示物體的初始動能。△W是動能的變化量,又稱動能的增量,初末動能要對應于同一參照系。

動量定理,物體動量的增量等于它所受合外力的沖量。其數學表達式為Ft=mΔv。一個系統不受外力或者所受的外力矢量和為零,則系統的總動量保持不變,此為動量守恒定律。

動能定理和動量定理的定義(動能定理動量定理)1

動能定理與動量定理的幾個區别。

第一,在物理量的特性上,一個是矢量,一個是标量。

動能與功一樣,都是标量,隻有大小沒有方向,求和時,隻是代數和。動量與力有關,都是矢量,求和時,運用矢量運算法則(即平行四邊法則或者叫三角形法則)。動量的方向總與物體運動的瞬時速度方向一緻,不一定與合力方向相同。

動能定理和動量定理的定義(動能定理動量定理)2

第二,一個表示功和能的關系,一個表示力和運動的關系,有本質上的區别。

功和能的國際單位單位均是焦耳(J),功是能的度量,能的轉化是通過做功來實現的。 動量的國際制單位是kgm/s(與Ns是統一的)。動量的變化與力密切相關,力是改變物體運動狀态的原因,如果作用在物體上的力消失了,該力産生的動量及其變化量也随之消失。

動能定理和動量定理的定義(動能定理動量定理)3

第三,在正負上,一個表示方向,一個表示增減情況。

動能定理,當合外力對物體做正功時,表示物體動能增加,合外力對物體做負功時,表示物體動能減少。動量定理,正負表示方向相反的兩個動量,即使動量的大小相同,方向不同的兩個動量也屬于兩個不同的動量。

動能定理和動量定理的定義(動能定理動量定理)4

第四,二者的推論不同。

由動能定理推導出的機械能守恒定律隻适用于彈力和重力做功,不能有其他外力做功或者其它能量的介入。由動量定理推導出的動量守恒定律,隻适用于系統不受力或所受到的合外力為零的情況。

第五:解決問題的類型有區别。

動能定理解決的是與能量有關的問題,與力在空間上作用的距離有關。動量定理解決的是運動學上的問題,與力和運動的關系有關,是力的作用效果在時間上的積累。

動能定理和動量定理的定義(動能定理動量定理)5

動能定理與動量定理也有一定的聯系。

第一,都适用于宏觀世界,也适用于微觀世界,既适用于低速運動物體,也适用于高速運動的物體。

第二,都與物體運動速度和物體質量有關。

第三,都隻需考慮物體運動的始末狀态,不需考慮物體運動的中間細節問題,實際應用中,既可以研究恒力變化問題,又可以研究變力的有關問題,既适用于直線運動也适用于曲線運動。

第四,推導過程都用到了牛頓第二運動定律和運動學方程。

即∑F = ma、v = v0 at(2aS=V2²-V1²) 。


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