徐競月 何名 袁帥東
【摘 要】動量及動量守恒定律的教學一直都是中學物理教與學的重難點。在新課標下,該部分知識稍有弱化,但是還是重中之重。而且在當前其教與學更值得我們?nèi)パ芯俊?/p>
【關鍵詞】新課標;動量;動量守恒
在人教版的新教材下,動量與動量守恒定律被安排在選修3-5的第一章。關于此安排合理與否,爭議很多。傳統(tǒng)觀點認為:動量與能量是無法分割的,并且該處知識比較重要,因而應放在必修部分;另一種觀點認為:該處知識對基礎要求較高,偏難,因而放在選修部分無可厚非。無論哪一種觀點,都說明動量和動量守恒是高中物理教學的重難點。這里筆者結合2013年高考物理試卷,來淺談一下對動量和動量守恒的看法。
1、考察題型和分值分布
本次考試,動量及動量守恒部分的題目共有七道,均為計算題目。其中2道為必做題目,5道為選作題目。從這里我們大致可以看出,由于知識比較難,導致該部分在漸漸弱化。但是由于碰撞類問題一直離不開我們的生活,無論是日常生活還是高科技研究,碰撞始終是一個熱點問題,所以該部分的考察不會弱化。一旦考察,分值就相對比較高,最低為小型計算題目9分,最高位壓軸題目19分,可以看出比例還是相對較大的。
2、知識分布及典例分析
主要考察了動量守恒,對于動量定理基本沒有設計,而基本集中在動量守恒上面,其中碰撞類6道,反沖類1道。
對于碰撞類問題,碰撞一般分為彈性碰撞和非彈性碰撞,而動能損失最大的稱為完全非彈性碰撞。
例1.如圖,光滑水平直軌道上有三個質童均為m的物塊A、B、C。 B的左側固定一輕彈簧(彈簧左側的擋板質最不計).設A以速度v0朝B運動,壓縮彈簧;當A、B速度相等時,B與C恰好相碰并粘接在一起,然后繼續(xù)運動。假設B和C碰撞過程時間極短。求從A開始壓縮彈簧直至與彈黃分離的過程中,
I.整個系統(tǒng)拐失的機械能;
圖1
II.彈簧被壓縮到最短時的彈性勢能。
就是完全非彈性碰撞,這里我們可以利用速度相同和動量守恒來解決。相對比較簡單。
我們的解決碰撞類問題的一般思路為三個原則:1.動量守恒(內(nèi)力遠大于外力);2.動能不增加;3.運動的合理性。只要在解決碰撞問題不要忘記這三個原則,那么問題就比較容易解決。這里我們要特別注意,動量守恒只是針對一個某一過程成立,全程列式一般并不可取,因為在全程的一個小過程里動量可能守恒,但是全過程對系統(tǒng),有外力作用,系統(tǒng)的動量并不守恒。如例2
例2 在粗糙的水平桌面上有兩個靜止的木塊A和B,兩者相距為d?,F(xiàn)給A一初速度,使A與B發(fā)生彈性正碰,碰撞時間極短:當兩木塊都停止運動后,相距仍然為d.已知兩木塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)均為μ. B的質盤為A的2倍,重力加速度大小為g.求A的初速度的大小。
這里只是在碰撞瞬間我們能使用動量守恒,如果全程列式,則無法解決這類問題了。在以后的教學中,一定要提醒學生注意。
而對于反沖類問題,注意的一個地方就是質量的變化,只要抓住這一個關鍵點,就很容易解決這類問題。
例3如圖2所示,進行太空行走的宇航員A和B的質量分別為80kg和100 kg,他們攜手遠離空間站,相對空間站的速度為0.1m/s.A將B向空間站方向輕推后,A的速度變?yōu)?.2m/s,求此時B的速度大小和方向。
圖2
本例就是反沖類問題的一種典型例題,和課本上的例題難度相似,因而這類問題叫緊扣課本,能將課本上的問題解決作為標準即可。
當然動量和動量守恒問題還是有難度的。如2013年重慶卷物理最后一題,就是以碰撞模型作為載體的,要解決這類問題,不僅要求知識熟練,還要求考生有較為扎實的數(shù)學基本功。
總之,通過分析2013年高考物理中的動量部分,我們發(fā)現(xiàn)重點依然是動量守恒定律的應用,而作為往年熱點的動量和能量相結合的問題,漸漸變少了,但是依然不能夠忽視。
作者簡介:徐競月(1991—),女,漢族,四川邛崍人,本科學歷,西南大學物理學院學生。
何名(1991—),女,漢族,湖北隨州人,本科學歷,西南大學物理學院學生。
袁帥東(1990—),男,漢族,河南商丘人,本科學歷,西南大學物理學院學生。