1樓:匿名使用者
樓上的回答不錯,不過未能直接回答問題二。說到這個問題,先要修正一下樓主的表述,動能對速度的導數才是動量,而不是對任意(可能)變數的導數都等於動量。在變速運動中,動能既可看做速度的函式,同樣也可看做時間(或其它物理量)的函式。
自變數不同時,導數自然不同。
當速度為自變數時,根據動能和動量的定義以及求導法則,很容易就可以得出問題的結論。如果你滿足於定義,那這個問題太簡單了,根本不值得討論。因此要追問為什麼動能的導數為動量,實質上就是要追究為何動能和動量要按現在的樣子定義,而不是其它的形式。
這個問題涉及到牛頓力學的整個框架,當然不是幾句話就可以解決問題的。
作為一個例子,我們就討論動能為何定義為1/2mv^2。樓上匯出的f*s=m*1/2*v^2=1/2mv^2(其中f為恆力,儘管不具有普遍意義,為簡化討論我們就討論f是恆力的情形),說明功與1/2mv^2的關係(準確地說是和1/2mv^2的變化量相等,樓上假定了v1為零《誤寫成v2=0了,這是小問題》,才有上述的關係),為明確我們將這個關係重新寫成f*s=1/2mv2^2 - 1/2mv1^2。v1和v2都是描述物體(瞬時)運動狀態的量,當它們取得定值時,就唯一指定了物體運動的狀態(為簡化,僅考慮機械運動)。
顯然v取得定值1/2mv^2也必然取得定值,即一定運動狀態下1/2mv^2具有確定值。這個值的大小唯一取決於現在的運動狀態,與之前以及今後物體如何運動無關。這樣的物理量我們稱之為狀態量。
現在我們看到對一個物體做功fs數值上等於物體在(受到外力)做功前後兩個不同運動狀態下的1/2mv^2之差(也即做功量=狀態量1/2mv^2在做功前後的差值)。我們就把這個1/2mv^2定義為物體(在某一運動狀態下)的動能(其實你隨便把1/2mv^2叫做什麼都可以,事實上歷史上這個量起初被稱為“活力”activity)。由於做功與1/2mv^2的變化量之間存在這樣的簡單關係,對我們研究問題提供了方便(例如有些情況下做功量不容易計算,我們就可以用這個關係間接求算)。
我們給物理量1/2mv^2起個名稱(動能)的目的僅是為了表達簡明,不必說成“質量乘以速率平方的一半”這樣繁瑣的說法。
如果我們再進一步追根溯源,追問功為何定義為fs而不是其它的形式呢(如果功不是這樣定義,顯然得不到 功=1/2mv2^2 - 1/2mv1^2的關係,動能的定義就必然不同)?樓主可以參看我曾經回答過的問題。http:
2樓:雙月成舉
動能是標量,只有大小。它屬於能量的一種,可以和其他形式的能量轉換。能量這種東西,看不見,但又是客觀存在的。
動量是描述物體狀態的量,是向量。我沒記錯的話,應該在高二,給出了牛二 定律的原始形式,f=d(mv)/dt,m為常數,所以有fdt=m*dv,兩邊同時對t定積分得:ft=mv2-mv1。
假設v2=0,則:ft=mv,力在時間上的積累量,等於物體狀態的改變數。
在上式兩邊同乘以dv,f*tdv=mvdv,f*ds=mvdv,再次積分,f*s=m*1/2*v^2=1/2mv^2。
力在空間上的積累量,等於物體能量的改變數。
你把最後一式,求導,逆著推過去也是一樣。
物體運動,它既有動能,又有動量,它們是兩個完全不同的量,但又有聯絡,例如,這和物體的質量和它受的重力有類似的關係。
可以繼續追問。
動能定理和動量定理為什麼成立,動能定理和動量定理為什麼成立
1 動量定理應用的條件是 不受外力。碰撞問題中,題目通常會告訴你在光滑水平面,兩個小球發生碰撞,對吧?這是為了排除摩擦力干擾,保證該過程是不受外力的。所以,就可以直接用動量定理算了。至於兩個小球碰撞時產生的相互作用力,那是內力,不用管它。2 至於 為什麼可以用動能定理解決做功問題,連中間過程都可以不...
在物體碰撞過程動量守恆,為什麼動能可能不守恆,對兩個物體用動能定理,作用的位移相同,作用力與反作用
物體是由很多質點組成的質點系,在物體發生非彈性碰撞時,組成物體的各質點間的力做功的總和不為0,即系統非保守內力做功,系統機械能不守恆 動量守恆的時候,動能為什麼可以不守恆? meizhende青哥 此時,此係統中外力為0,動量守恆。這句話是對的。同時外力不做功,即動能不變化,即動能守恆。這句話是錯的...
物理動能和勢能,動能和勢能各是什麼
選31蘋果自由下落 速度在增加,高度減少,是重力勢能轉化為動能,重力做正功 2火箭加速上公升 速度在增加,高度在增加,即動能和重力勢能都在增加,化學能在減少 3滾擺上公升 克服重力做功,重力勢能在增加,動能減少,動能轉化為重力勢能 4小孩從滑梯上滑下 同1,速度在增加,高度減少,是重力勢能轉化為動能...