孫皓欽

摘 要：動(dòng)能與動(dòng)量是高中物理學(xué)習(xí)中非常重要的兩個(gè)物理量，動(dòng)能與動(dòng)量分別從兩個(gè)方面描述了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。在物理學(xué)習(xí)中，我知道它們的形成與發(fā)展經(jīng)歷了坎坷漫長(zhǎng)的歷程。在以往的物理學(xué)習(xí)中，往往只是注重兩個(gè)概念的單獨(dú)理解與運(yùn)用，很少探討兩個(gè)定理之間的聯(lián)系與區(qū)別。本文我將以自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，探討如何對(duì)兩個(gè)概念進(jìn)行進(jìn)一步的理解，探討其區(qū)別與聯(lián)系，拓寬自身的知識(shí)視野，提升學(xué)習(xí)活動(dòng)的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高中 物理 動(dòng)能定理 動(dòng)量定理

動(dòng)能定理與動(dòng)量定理是物理力學(xué)最重要的兩個(gè)定理，是高中物理教學(xué)非常重要的內(nèi)容。從教材中來(lái)看，這是兩個(gè)比較容易理解的概念，其實(shí)在解決問(wèn)題的時(shí)候，這兩個(gè)概念會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)混淆，解決問(wèn)題也會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。因此，在學(xué)習(xí)中，我們要自覺(jué)的對(duì)兩個(gè)定理進(jìn)行對(duì)比分析，理清二者的概念，在解決問(wèn)題的過(guò)程中靈活的處理與運(yùn)用。

一、動(dòng)能定理與動(dòng)量定理的概念分析

（一）動(dòng)能定理

在高中物理學(xué)習(xí)中，動(dòng)能定理被描述為：合力對(duì)物體所做的功的大小與動(dòng)力動(dòng)能的變化量相同。這里說(shuō)的變化量既可以變現(xiàn)為物理動(dòng)能的增加，也可以是物體動(dòng)能的減少，表達(dá)式為ΔW=mv22-mv12.

從概念與表達(dá)式可以看出來(lái)，動(dòng)能定理研究的是物體運(yùn)動(dòng)前后動(dòng)能的變化量，而不是物體在具體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的量，也不是在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中促使物體運(yùn)動(dòng)變化的力是否存在變化。動(dòng)能定理描述的功對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的始末狀態(tài)進(jìn)行描述，反映了物理在反抗合力的過(guò)程中，功和動(dòng)能的變化。

（二）動(dòng)量定理

物理在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的質(zhì)量與速度的乘積被稱為動(dòng)量，即p=mv。動(dòng)量定理對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述，憑借合力對(duì)物體所做的沖量進(jìn)行描述，反應(yīng)了物體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化過(guò)程中動(dòng)量與沖量的關(guān)系。表達(dá)式為Δp=mv2-mv1=FΔt。

二、動(dòng)能定理與定量定理的應(yīng)用對(duì)比

例題：一個(gè)質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，受到推力F與阻力Ff的作用，試問(wèn)需要多長(zhǎng)時(shí)間可以將物體的速度從靜止增加到v1？

對(duì)題目分析我們可以得出這樣的結(jié)論，物理所受的力有四個(gè)，重力mg、支持力Fn、阻力Ff、推力F。在物體運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中重力、支持力相互抵消，剩下兩個(gè)力推力與阻力對(duì)物體產(chǎn)生作用。

假設(shè)我們采取動(dòng)能定理進(jìn)行解答，依據(jù)概念、公式、推力與阻力所做的功的綜合等于物體運(yùn)動(dòng)始末的動(dòng)能增加量，得出結(jié)論.

假設(shè)我們采取動(dòng)量定理進(jìn)行解答，從題目可以知道，推力與阻力對(duì)物理的沖量之和等于物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的變化量，最后得出的結(jié)論與上面相同。

在剛開(kāi)始的學(xué)習(xí)中，我認(rèn)為兩個(gè)定理得出一樣的結(jié)論與答案，在解決問(wèn)題的時(shí)候用那個(gè)都可以，沒(méi)有進(jìn)行細(xì)致的分析與思考。其實(shí)深入的研究下去會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)動(dòng)能與動(dòng)量定理之間存在的本質(zhì)區(qū)別與各自的適用情況，在學(xué)習(xí)中要學(xué)會(huì)加以區(qū)分。首先，動(dòng)能定理表明的是引起物體發(fā)生變化的原因是外力對(duì)物體所做的功，功是經(jīng)過(guò)外力作用在物體上，是物理距離變化積累而產(chǎn)生的結(jié)果；動(dòng)量定理表明的是物理對(duì)物體的沖量，是時(shí)間變化積累的結(jié)果。同時(shí)，動(dòng)能定理一般適用于物體重力與彈力做功的時(shí)候，物體軌跡運(yùn)動(dòng)情況，動(dòng)量定理運(yùn)用于物體發(fā)生碰撞、沖擊的情況。

三、動(dòng)能定理與動(dòng)量定理的區(qū)別與聯(lián)系

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的思考、不斷錯(cuò)題的經(jīng)驗(yàn)中，我得出了以下的結(jié)論：

（一）動(dòng)能與動(dòng)量反應(yīng)的是物體兩個(gè)物理本領(lǐng)

動(dòng)量傳遞的物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)與傳遞，描述的是物體在機(jī)械狀態(tài)下的物理量。機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞的并不是速度，而是物體的動(dòng)量。對(duì)于特定的質(zhì)量不變的物體，如果其運(yùn)動(dòng)不變化的話，機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞的本領(lǐng)也不同，對(duì)于不同質(zhì)量的物體，即使具有相同的運(yùn)動(dòng)速度，機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞的本領(lǐng)也不同。因此，物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞的本領(lǐng)并不是用速度來(lái)展現(xiàn)，而是用動(dòng)量來(lái)描述。在動(dòng)量大小相等的情況下，運(yùn)動(dòng)方向不同，機(jī)械運(yùn)動(dòng)的結(jié)果也會(huì)不同。本質(zhì)上來(lái)講，動(dòng)量屬于矢量，運(yùn)動(dòng)方向與瞬時(shí)速度的方向是一致的。我認(rèn)為，動(dòng)量是一個(gè)狀態(tài)量，在某一時(shí)刻的物體的動(dòng)量。

動(dòng)能表達(dá)的是某一時(shí)刻物體做功的本領(lǐng)，描述的是物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)于給定的質(zhì)量不變的物體，如果運(yùn)動(dòng)速度大小不同，做功的本領(lǐng)也不同，對(duì)于不同質(zhì)量的物體，運(yùn)動(dòng)速度相同，做功的本領(lǐng)也不同。這種物體做功的狀態(tài)與本領(lǐng)就是動(dòng)能。對(duì)于給定的物體，質(zhì)量不變，物體運(yùn)動(dòng)速度的快慢會(huì)影響動(dòng)能大小。某個(gè)時(shí)刻物體的動(dòng)能僅僅是由該時(shí)的物體速度大小來(lái)決定，與速度的變化沒(méi)有關(guān)系。相同質(zhì)量的物體，不論運(yùn)動(dòng)方向如何，速度不變、質(zhì)量不變、做功不變，動(dòng)能是標(biāo)量。

（二）動(dòng)能與動(dòng)量是本質(zhì)不同的物理量

在十六、十七世紀(jì)的時(shí)候，人們對(duì)物理運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)還是基于哲學(xué)思想，人們開(kāi)始研究適合的物理量來(lái)表達(dá)運(yùn)動(dòng)量的守恒，速度是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，但是并不能描述機(jī)械運(yùn)動(dòng)，也并不能夠反應(yīng)運(yùn)動(dòng)量的守恒，于是物理學(xué)家們先后從動(dòng)量與動(dòng)能兩種方式描述物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)。動(dòng)能與動(dòng)量都是物體運(yùn)動(dòng)的量度。動(dòng)量是從機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞的角度對(duì)物體進(jìn)行描述，在傳遞的過(guò)程中，遵循能量守恒定律。動(dòng)量相等的物體可能有不同的速度，動(dòng)量與速度有關(guān)，但是與速度是不同的。動(dòng)量作為物體運(yùn)動(dòng)的一種量度，反映出來(lái)的是給定的物體得到一定的速度需要多大的力以及作用多長(zhǎng)時(shí)間。動(dòng)能也是物體的一種量度，是從能量轉(zhuǎn)化的角度對(duì)物體進(jìn)行描述，量度物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)，主要是機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化其他形式的運(yùn)動(dòng)的能力來(lái)進(jìn)行量度。動(dòng)能的轉(zhuǎn)化主要是遵循能量的轉(zhuǎn)化。動(dòng)能反應(yīng)出物體得到一定的速度需要多大的力的作用。

（三）動(dòng)量與動(dòng)能對(duì)應(yīng)力的兩個(gè)積累效應(yīng)

動(dòng)量的變化對(duì)應(yīng)的是力的時(shí)間積累效應(yīng)，動(dòng)量的變化與外力的沖量是相等的，動(dòng)能的變化是力的空間積累效應(yīng)，動(dòng)能的變化與外力做功相同。動(dòng)量與沖量是密切聯(lián)系的，但是也有著重要區(qū)別，動(dòng)量能夠決定物體反抗阻力移動(dòng)多久，動(dòng)能與功也是密切聯(lián)系著，動(dòng)能決定物體反抗阻力會(huì)移動(dòng)多遠(yuǎn)。

總而言之，動(dòng)能與動(dòng)量是兩個(gè)有密切聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別的概念，作為高中生，在學(xué)習(xí)中要自覺(jué)的思考與總結(jié)，去分析二者的區(qū)別與聯(lián)系，在學(xué)習(xí)中、具體實(shí)踐操作中好好運(yùn)用，突破思維障礙點(diǎn)，提升解決問(wèn)題的質(zhì)量與效率。

參考文獻(xiàn)

[1]王沛清.中學(xué)武學(xué)教學(xué)中容易混淆的問(wèn)題[M].長(zhǎng)沙：湖南教育出版社，1983：162-164.

[2]人民教育出版社.中等師范學(xué)校物理第一冊(cè)教學(xué)參考書(shū).背景[M].民教育出版社，1998：180-181.

[3]孫利小.動(dòng)能定理與動(dòng)量定理的應(yīng)用對(duì)比分析[J].學(xué)海導(dǎo)航，2016（09）：34-35.

[4]凌智鋼.從錯(cuò)題中理解動(dòng)能定理和動(dòng)量定理[J].物理教學(xué)探討，2017（45）：45-46.