秦峰
動量知識點(diǎn)較多,包括沖量、動量、動量定理、動量守恒定律等概念.教學(xué)實(shí)踐中,加深學(xué)生對動量知識點(diǎn)的深入理解與認(rèn)識,幫助學(xué)生構(gòu)建完善的動量知識體系,對提高學(xué)生動量題型的解題能力與效率意義重大,應(yīng)引起教師的高度重視.
一、動量知識點(diǎn)匯總
沖量、動量均是矢量,前者是力在時間上的積累,后者是物體質(zhì)量與速度的乘積,其中沖量作用效果在于改變物體的動量.
動量守恒定律是高中物理重要的守恒定律之一,為保證學(xué)生正確運(yùn)用這一定律,除要求深入理解定律內(nèi)容外,應(yīng)注意當(dāng)滿足以下條件時可使用動量守恒定律:(1)系統(tǒng)所受外力之和為零或不受外力,其中系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況,靈活、自由選取.(2)系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于所受的外力,如爆炸、碰撞等,可忽略物體所受的外力.(3)在某方向上,物體所受外力和為零或不受外力,或內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,可在該方向上應(yīng)用動量守恒定律.
二、動量試題解題思路
解答動量相關(guān)題目時,首先認(rèn)真審題,明確題目創(chuàng)設(shè)的情景,根據(jù)題目描述畫出分析草圖;其次,對物體或整個系統(tǒng)進(jìn)行受力分析,掌握系統(tǒng)的受力情況,明確受力方向;最后,對物體運(yùn)動環(huán)節(jié)進(jìn)行合理劃分,靈活運(yùn)用動能定理、動量定理、能量守恒以及動量守恒定律,列出相關(guān)方程,進(jìn)行求解.
例?如圖所示在地面之上,有一套小圓環(huán)?A的均勻直桿B,兩者質(zhì)量均為m.?兩者間的滑動摩擦力為0.5?m?g.在和?A?相距0.2m處的下方存在一高度為0.3m的作用區(qū)域.當(dāng)?A進(jìn)入C?時,會受到2?m?g的向上恒力作用.區(qū)域?C不對桿產(chǎn)生影響.A、B同時開始下落,且落地時A、B的速度相同,忽略空氣阻力,g?取10m/s2,求?B?的長度至少為多少?
分析:物體運(yùn)動共分為三個階段:(1)物體?A、B一起做自由落體運(yùn)動進(jìn)入到區(qū)域C.(2)區(qū)域C作用于圓環(huán)A,使A相對于B?向上運(yùn)動.(3)兩者一起下落至地面.
第一階段:設(shè)物體進(jìn)入?yún)^(qū)域?C時的速度為v?1,?由機(jī)械能守恒定律可知:
2mg=12·2mv?12,解得v?1?=2m/s.
第二階段:以?A為研究對象,設(shè)物體在圖2-2時的速度為v?A,?由動能定理得:
-(F-f-mg)d=12mv2?A-12mv2?1,解得v?A?=1m/s.將?A、B?看做一個系統(tǒng),其所受的合外力為零,因此,可運(yùn)用動量守恒定律,設(shè)?v?B?為圖2-2時的速度,則
2mv?1=mv?A+mv?B,解得v?B?=3m/s.
另外,設(shè)?h??B?1?為物體B在該過程下落的高度,對B?物體運(yùn)用動能定理
(mg-f)h??B?1?=12mv2?B-12mv2?1,解得h??B?1??=0.5m.
第三階段:以?A?為研究對象,由動量定理得
(mg+f)t=m(v?2-v?A).
設(shè)物體A下落高度為h?A,在圖2-3時A、B具有的速速為v?2.由動能定理得(mg+f)h?A=12mv2?2-12mv2?A.
同理,以?B為研究對象,設(shè)B下落的高度為h??B?2?,?由定量定理、動能定理得
(mg-f)t=m(v?2-v?B),(mg-f)h??B?2?=12mv2?2-?12mv2?B?,解得:v?2?=0.4m/s,?h?A?=0.5m,?h??B?2??=0.7m.
綜上桿的長度至少為?h??B?1?+h??B?2?-(d+h?A)?=0.4m.
總之,高中物理動量教學(xué)中,教師應(yīng)做好動量基礎(chǔ)知識匯總,使學(xué)生正確理解相關(guān)概念,尤其明確動量定理、動量守恒定律運(yùn)用時滿足的條件,夯實(shí)基礎(chǔ).
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