对于单个对象,这两个定理使用起来都相对简单。对于系统来说,动能定理需要关注内力的作用。
动量定理中的平均力是随时间变化的平均力,而动能定理中的平均力是随位移变化的平均力。
示例:如图所示,
质量为m 的小球在距地面高度H 处从静止状态释放。落地后继续沉入泥土深度h处停止。假设小球受到的空气阻力为f,重力加速度为g。寻找:
(1) 小球落地时的动能是多少?
(2)球沉入泥浆中时,为克服泥浆的阻力做了多少功?
(3) 在整个过程中,小球克服阻力做了多少功?
1:两个定理在变力作用下的非匀速运动中的应用
示例:如图所示,
MN和PQ是水平放置且相互平行的两条金属导轨,均匀磁场的磁力线垂直于导轨平面。导轨左端连接电阻,阻值R=1.5。在电阻两端并联一个电压表。一根金属杆ab跨过垂直导轨连接。 ab 的质量为m=0.1 kg,电阻为r=0.5 。 ab杆与导轨之间的动摩擦系数=0.5,不包含导轨阻力。现在使用F=0.7 N 的水平力将ab 向右拉,使其开始从静止状态移动。时间t=2s后,ab开始匀速运动。此时电压代表U=0.3V,重力加速度g=10m/s,求:
(1)ab杆匀速运动时,外力F的功率;
(2)ab杆加速的距离。
表1
2:两个定理在连续体模型(软绳、链条等)中的应用
示例:将长度为L、质量为m0 的均匀软绳堆叠在光滑的水平地面上。有人握住绳子的一端,以匀速v垂直向上提起,求所有绳子都提起时的拉力。工作完成了。
在由静止转为向上运动的极短时间内,弦的各个小节的速度突然发生变化,弦的内力确实做功。这个过程存在机械能损失,可以等效为完全非弹性碰撞模型。因此解1以整个弦作为一个整体作为研究对象,用动能定理求解方程是错误的,而解2用动量定理求解是正确的。如果把问题的运动过程改为慢慢拉起绳子,就不会有速度的突变,也不会有机械能的损失,所以用动能定理来解决就没有问题了。对于软绳、链条等连续体模型,运动过程中各部分的速度不同,必须注意过程中机械能的损失。对于此类问题,可以建立一小段时间的微观单元模型,然后利用动量定理进行分析,从而实现突破。
三:两个定理在物体与流体相互作用中的应用
例:当航天器在远离行星的太空中飞行时,可以忽略其他行星对航天器的引力,航天器将在不受外力影响的情况下以匀速直线运动。假设有一艘航天器以速度v在宇宙中行驶,航天器可以简化为一个横截面积为A的圆柱体。在某个时刻,航天器将进入一大片静止的微陨石云中。微陨石云的质量分布均匀,密度为。假设当微陨石撞击飞船时,它们会立即被吸附到飞船表面。为了让飞船以原来的速度v匀速航行,需要启动飞船发动机。航天器应该增加多少功率?
用户评论
断桥残雪
这篇文章让我对动能定理和动量定理有了更深的理解,尤其是在应用方面。
有16位网友表示赞同!
盲从于你
两个定理都非常重要,在物理学中有着广泛的应用。
有18位网友表示赞同!
忘故
动量定理,牛顿第二定律的另一种形式,好理解!
有13位网友表示赞同!
素婉纤尘
动能定理和动量定理,物理学习的必备知识。
有17位网友表示赞同!
聽風
学习动量定理时,一定要注意冲量和动量变化的关系。
有19位网友表示赞同!
笑叹★尘世美
动能定理和动量定理,相互补充,共同揭示了运动的本质。
有15位网友表示赞同!
你与清晨阳光
文章的例子很生动,帮助我更好地理解了这两个定理。
有13位网友表示赞同!
如你所愿
对动能定理和动量定理的应用有了新的认识。
有15位网友表示赞同!
拥抱
动能定理,能量守恒定律的另一种表达方式。
有18位网友表示赞同!
淡抹烟熏妆丶
动量定理,真是个好东西,可以简化很多计算。
有7位网友表示赞同!
昂贵的背影
这两个定理,都是物理学中的重要理论。
有16位网友表示赞同!
留我一人
动能定理和动量定理,让物理学习变得更有趣了。
有13位网友表示赞同!
小清晰的声音
文章讲解清晰,条理分明,值得推荐!
有10位网友表示赞同!
浅巷°
文章内容简洁明了,易于理解。
有16位网友表示赞同!
不相忘
动能定理,能量转化定律的体现。
有10位网友表示赞同!
迷路的男人
动量定理和动能定理,都是物理学的基础。
有11位网友表示赞同!
陌離
动量定理,可以帮助我们分析碰撞问题。
有5位网友表示赞同!
终究会走-
动能定理和动量定理,在实际生活中也有很多应用。
有16位网友表示赞同!
执念,爱
动能定理,能量守恒定律的应用。
有14位网友表示赞同!
逃避
动量定理和动能定理,帮助我们更好地理解力学问题。
有17位网友表示赞同!