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动量守恒定律和动能定理的区别

2023-10-25 11:09 2282浏览

首先,动量守恒定律研究对象是两个或两个以上的物体组成的系统,所受的合外力为0,系统作用前后的总动量保持不变。其次,动能定理研究对象是单个物体,合外力所做的功等于物体动能的变化。

动量守恒定律和动能定理的区别

第一:定理的左边的物理意义不同

动能定理的左边是功,即为合力对物体(系统)所做的功,合力所做的功为几个分力所做的功的代数和,它等于物体(系统)的动能变化量。而动量定理的左边表示的是冲量,即合力对物体的总冲量,它等于物体(系统)的动量变化量。

第二:物理意义不同

动能是标量,它是矢量的平方与质量一半的乘积,故而动能是没有方向的,也就是说能量是物体本身具有的。而动量是矢量,它遵循平行四边形适量法则,毕竟,它是矢量与质量的乘积,故而是有方向的,动量的方向总是与物体的瞬时速度的方向一致,但动量的方向不一定跟合力的方向相同。

第三:累积的量不同

动能的变化量为力在空间上的积累,一旦力在空间上消失,则该力所引起的动能变化量也就随之消失,而动量的变化量为力在时间上的积累,一旦物体在某一时刻失去了力,则物体在该力上的动量变化也随之消失。

第四:推导出来的定律不同

由动能定理推导出来的定律为机械能守恒定律,而机械能守恒定律的使用是有条件的,即物体只受到弹力或重力或除了受这两种力以外其它外力所做的功为零。而由动量定理推导出来的是动量守恒定律,它适用于系统不受力或所受到的外力的合力为零的情况下。

第五:推导的依据不同

动能定理所依据的运动学公式为2aS=V2²-V1²,而动量定理所依据的运动学公式为a=(V2-V1)/T。虽然最后都是将它们带入到了F=Ma,从而进行巧妙的转换而得出的两个定理,但推导出来的一个是能量上的公式,一个是运动学上的公式,因此,动量定理的本质就是解决复杂的运动学上的问题的。

第六:适用的范围不同

动能定理解决的是能量学上的问题,只要告诉了力在空间上作用的距离,我们就优先用动能定理来对物体进行定量分析与求解。而动量定理则解决的是运动学上的问题,只要告诉了力在系统上的作用时间,我们就优先选择动量定理来对系统进行定量分析与求解。

动量守恒定律是什么

动力学的普遍定理之一。动量定理的内容为:物体在一个过程始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量(用字母I表示),即力与力作用时间的乘积,数学表达式为FΔt=mΔv。

公式中的冲量为所有外力的冲量的矢量和。动量定理是一个由实验观测总结的规律,也可由牛顿第二定律和运动学公式推导出来,其物理实质也与牛顿第二定律相同,这也意味着它仅能在经典力学范围内适用。

而与动量定理相关的定律——动量守恒定律,大到接近光速的高速,小到分子原子的尺度,它依然成立。动量守恒定律的定义为:如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。由此可见,动量定理和动量守恒定律是两个不同的概念,不能混为一谈。

动能定理是什么

动能定理所谓动能,简单的说就是指物体因运动而具有的能量。数值上等于(1/2)mv。动能是能量的一种,它的国际单位制下单位是焦耳(J),简称焦。需要注意的是,动能(以及和它相对应的各种功),都是标量,即只有大小而不存在方向。求和时只计算其代数和,不满足矢量(数学中称向量)的平行四边形法则。