1、動量和動能是分別反映運動物體兩個不同本領的物理量
動量只表達了機械運動傳遞的本領,它是描述物體機械運動狀態(tài)的物理量。機械運動所傳遞的不是速度,而是物體的動量。對于給定的物體(質量不變),如果其運動的速度不同。則其機械運動傳遞的本領也不相同;對于不同質量的物體,即使其運動的速度相同,則其機械運動傳遞本領也會不相同。所以物體機械運動傳遞的本領不是用速度來表示,而是用動量來描述。即使動量的大小相等,由于運動的方向不同,其機械運動傳遞的結果也會不相同,所以動量是矢量,其方向與瞬時速度的方向1致。由于速度是狀態(tài)量,所以動量也是1個狀態(tài)量,通常所說的動量,總是指某1時刻或某1位置時物體的動量。
動能只表達了某1時刻物體具有的做功的本領,它也是描述物體運動狀態(tài)的物理量。對于給定的物體(質量不變),如果其運動的速度的大小不同,則其做功的本領也不相同;對于不同質量的物體,即使其運動的速度相同,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度來表示,而是用動能來描述。對于給定的物體(質量不變),當物體的運動快慢改變時。其動能也隨之改變,且某時刻物體的動能僅由該時刻物體運動速度的大小來決定,跟速度的變化過程無關。不管物體的運動方向如何,只要其速度的大小不變,質量不變,物體所具有的做功的本領就相同,所以動能是1個標量。當物體的動量發(fā)生變化時,其動能不1定發(fā)生變化,而物體的動能發(fā)生變化時,其動量1定發(fā)生變化。
2、動量和動能是分別量度物體運動的兩個不同本質的物理量
在16~17世紀,當時基于運動總量總是守恒的哲學思想,人們開始尋找量度機械運動的合適物理量來表達運動量的守恒。速度雖然是描述物體運動狀態(tài)的物理量。如果用速度來量度機械運動,10分明顯,它是不能反映運動量的守恒,于是從不同的角度先后提出了用動量和動能兩種方法來量度機械運動。
動量是物體運動的1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,機械運動的傳遞遵循動量守恒定律。動量相等的物體可能具有完全不同的速度,動量雖然與速度有關,但不同于速度,僅有速度還不能反映使物體獲得這個速度,或以使這個速度運動的物體停下來的難易程度。動量作為物體運動的1種量度,能反映出使給定的物體得到1定速度需要多大的力,作用多長的時間。
動能也是物體運動的1種量度。它是從能量轉化的角度,以機械運動轉化為1定量的其他形式的運動的能力來量度機械運動的。在動能的轉化過程中,動能的轉化遵循能量的轉化和守恒定律,動能作為物體運動的1種量度,能反映出使給定的物體得到1定速度需要在多大的力的作用下。沿著力的方向移動多長的距離。
3、動量和動能的變化分別對應著力的兩個不同的累積效應
動量定理描述了沖量是物體動量變化的量度。動量是表征運動狀態(tài)的量,動量的增量表示物體運動狀態(tài)的變化,沖量則是引起運動狀態(tài)改變的原因,并且是動量變化的量度。動量定理描述的是1個過程,在此過程中,由于物體受到?jīng)_量的作用,導致物體的動量發(fā)生變化。
動能定理揭示了動能的變化是通過做功過程來實現(xiàn),且動能的變化是通過做功來量度的。動能定理所揭示的這1關系。也是功跟各種形式的能量變化的共同關系,即功是能量變化的量度。各種形式的能是可以相互轉化的,這種轉化也都是通過做功來實現(xiàn)的,且通過做功來量度。由此可見。動量和動能的根本區(qū)別,就在于它們描述物理過程的特征和守恒規(guī)律不同。每1個運動的物體都具有1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(guī)律。因此要了解和區(qū)別這兩個概念,就必須從物理變化過程中去考慮。
動量的變化表現(xiàn)著力對時間的累積效應,動量的變化與外力的沖量相等;動能的變化表現(xiàn)著力對空間的累積效應,動能的變化與外力做的功相等。動量與沖量既是密切聯(lián)系著的、又是有本質區(qū)別的物理量。動量決定物體反抗阻力能夠移動多久;動能與功也是密切聯(lián)系著的。又是有本質區(qū)別的物理量,動能決定物體反抗阻力能夠移動多遠。
例11物體在恒力的作用于從靜止開始在水平面內做直線運動,若用t表示物體運動的時間、s表示物體運動的位移,則下列敘述中正確的是()
A.質點在t時刻的動能與t成正比
B.質點在t時刻的動能與s2成正比
C.質點在t時刻的動量與t2成正比
D.質點在t時刻的動量與成正比解析由動能定理和動量定理可知,在恒力作用下,從靜止開始做直線運動的物體在t時刻所具有的動能就等于物體在時間t內動能的變化,即對應于時間t內合外力所做的功。故此時物體所具有的動能反映了力對空間的積累效果,動能的大小跟位移成正比;同理,在恒力作用下,從靜止開始做直線運動的物體在t時刻所具有的動量就等于物體在時間t內動量的變化,即對應于時間t內合外力的沖量,故此時物體的動量反映了力對時間積累的效果,動量的大小跟時間成正比。在題目給定的選項中,選項ABC跟上述關系相違背。由運動學規(guī)律可知,所以,選項D是正確的。
雖然動量和動能有著根本的區(qū)別。兩者既不能混淆,也不能互相取代,但動量和動能都與物體的質量有關,兩者從不同的角度描述了運動物體的特征,兩者都是狀態(tài)量,且兩者的大小間存在關系式。
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