我的学生经常在这两个概念上犯错,你算问对人了!
您问的是区别,为了更好地分清这两个概念,不妨略微谈谈其相同点。
动量和动能都是从力的积累效应角度来描述运动的物理量。
力除了具有积累效应外,还有瞬时效应——力的瞬时效应则通过牛顿第二定律反应出来:有力就会立竿见影地产生加速度!
再看动量和动能:
(1)动量是描述力的时间积累效应的物理量(总与冲量相联系),其增量等于冲量!
(2)动能是描述力的空间积累效应的物理量(总与功相联系),其增量等于功的大小。
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本质的不同赋予了它们不同的属性: 动量具有方向性,属于矢量;动能不具方向性,因而是标量。
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二者作为动力学量,其大小与方向均与坐标系的选择有关——选择地面参考系,与选择非惯性系,对同一物体的动能与动量可以做出完全不同的描述——换句话说,像速度、加速度等运动学量选择参照系时既可选惯性系也可选择惯性系,而动量、动能则必须选择惯性系进行描述,否则相关的动力学定律就不成立了。
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二者从全局角度解决动力学问题比重视细节的牛顿定律更方便、快捷!
如果已知质点或系统(下同)的初始位置,初始速度,能够由牛顿定律解出瞬时加速度来,那么原则上讲,我们可以利用微积分法计算出它在任意时刻位置、速度、加速度等,从而可对其精确定位等。但是,这种方法太过于离不开细节(即加速度随时间变化的关系),计算繁杂,很易出错。
但是如果我们从动量(定理)或动能(定理)出发,就可以绕开系统之细节,而只考虑系统在完成一个过程后的初态和末态的运动学量以及动力学量(如位置、速度、动量、动能)之改变,对其中的一些未知量进行求解!如果该变化过程(即运动过程)明显含有力的时间积累信息,从动量定理求解;如果明显含有力的空间积累信息,从动能定理求解!
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还有,在“力”这个概念不再适用的场合,如微观领域,动量和动能却大显身手! 当然,这里不存在孰优孰劣之问题,只是适用的范围及场合问题。
祝小同学早日成为栋梁之才!
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