能量守恒定律和動(dòng)能定理有什么區(qū)別?
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時(shí)間:2024-08-17 08:24:19
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能量守恒定律和動(dòng)能定理有什么區(qū)別?【專家解說(shuō)】:動(dòng)能定理內(nèi)容: 力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功等于在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化. 合外力(物體所受的外力的總和,根據(jù)方向以及受力大小通過(guò)正交
【專家解說(shuō)】:動(dòng)能定理內(nèi)容:
力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的功等于在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化.
合外力(物體所受的外力的總和,根據(jù)方向以及受力大小通過(guò)正交法能計(jì)算出物體最終的合力方向及大小) 對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化。即初動(dòng)能減末動(dòng)能。
質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能定理
表達(dá)式:
w1+w2+w3+w4…=△W=Ek2-Ek1 (k2) (k1)表示為下標(biāo)
其中,Ek2表示物體的末動(dòng)能,Ek1表示物體的初動(dòng)能。△W是動(dòng)能的變化,又稱動(dòng)能的增量,也表示合外力對(duì)物體做的總功。
動(dòng)能定理的表達(dá)式是標(biāo)量式,當(dāng)合外力對(duì)物體做正功時(shí),Ek2>Ek1物體的動(dòng)能增加;反之則,Ek1>Ek2,物體的動(dòng)能減少。
動(dòng)能定理中的位移,初末動(dòng)能都應(yīng)相對(duì)于同一參照系。
1動(dòng)能定理研究的對(duì)象是單一的物體,或者是可以堪稱單一物體的物體系。
2動(dòng)能定理的計(jì)算式是等式,一般以地面為參考系。
3動(dòng)能定理適用于物體的直線運(yùn)動(dòng),也適應(yīng)于曲線運(yùn)動(dòng);適用于恒力做功,也適用于變力做功;力可以式分段作用,也可以式同時(shí)作用,只要可以求出各個(gè)力的正負(fù)代數(shù)和即可,這就是動(dòng)能定理的優(yōu)越性。
能量守恒定律內(nèi)容
能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變。能量守恒定律如今被人們普遍認(rèn)同,但是并沒(méi)有嚴(yán)格證明。
(1)自然界中不同的能量形式與不同的運(yùn)動(dòng)形式相對(duì)應(yīng):物體運(yùn)動(dòng)具有機(jī)械能、分子運(yùn)動(dòng)具有內(nèi)能、電荷的運(yùn)動(dòng)具有電能、原子核內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)具有原子能等等。
(2)不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化:“摩擦生熱是通過(guò)克服摩擦做功將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;水壺中的水沸騰時(shí)水蒸氣對(duì)壺蓋做功將壺蓋頂起,表明內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;電流通過(guò)電熱絲做功可將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等等”。這些實(shí)例說(shuō)明了不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化,且是通過(guò)做功來(lái)完成的這一轉(zhuǎn)化過(guò)程。
(3)某種形式的能減少,一定有其他形式的能增加,且減少量和增加量一定相等.某個(gè)物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量一定相等。
能量守恒的具體表達(dá)形式
保守力學(xué)系統(tǒng):在只有保守力做功的情況下,系統(tǒng)能量表現(xiàn)為機(jī)械能(動(dòng)能和位能),能量守恒具體表達(dá)為機(jī)械能守恒定律。
熱力學(xué)系統(tǒng):能量表達(dá)為內(nèi)能,熱量和功,能量守恒的表達(dá)形式是熱力學(xué)第一定律。
相對(duì)論性力學(xué):在相對(duì)論里,質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)變。計(jì)及質(zhì)量改變帶來(lái)能量變化,能量守恒定律依然成立。歷史上也稱這種情況下的能量守恒定律為質(zhì)能守恒定律。
總的流進(jìn)系統(tǒng)的能量必等于總的從系統(tǒng)中流出的能量加上系統(tǒng)內(nèi)部能量的變化,能量能夠轉(zhuǎn)換,從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變成另一種形態(tài)。
系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的增加等于進(jìn)入系統(tǒng)的能量減去離開(kāi)系統(tǒng)的能量
相比,能量守恒定律適用范圍更廣,動(dòng)能定理只適合宏觀低速物體,在微觀量子力學(xué)不適用.
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