白媛媛
【摘 要】 動量守恒定律知識的學(xué)習(xí)是高中物理運動學(xué)的基礎(chǔ)部分,對于整個高中的物理學(xué)習(xí)都有著較強的關(guān)聯(lián)性和影響性。作為初步接受更深層次物理知識的高中生,對動量守恒定律及其相關(guān)知識進行深刻系統(tǒng)的學(xué)習(xí)認識是十分必要的。本文著手于高中動量部分的教學(xué)研究,探究如何在課堂中帶給學(xué)生更多科學(xué)的物理知識,并且使學(xué)生更好地理解應(yīng)用這些知識,本文從實際教學(xué)經(jīng)驗對當前動量教學(xué)中的一些問題誤區(qū)做出簡要解析,以供參考。
【關(guān)鍵詞】 高中物理 課堂教學(xué) 動量守恒
動量守恒部分的知識是高考的必考內(nèi)容,每年的試題中都會占有很大的分值比例。同時動量守恒在生活中也發(fā)揮著獨特的作用,不僅在人們能看到的碰撞、運動行為中,也發(fā)生在人們看不到的微觀運行和能量轉(zhuǎn)變當中。動量守恒的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,但是仍存在一些使用的局限性和條件限制,因此雖然表達方式多變,具體使用中仍要注意,教學(xué)過程中也要尤為重視這一點。本文旨在引導(dǎo)學(xué)生探討動能定律學(xué)習(xí)中更深層次的含義,改正過去的不當認知,學(xué)好動量守恒,應(yīng)用動量守恒。
一、使學(xué)生理解到動量守恒學(xué)習(xí)的實際意義
動量的發(fā)現(xiàn)定義到動量守恒定律的提出,這個過程中發(fā)揮著不可忽視的重要作用的人是伽利略。伽利略曾經(jīng)在實驗室中完成過一次獨特的打擊實驗,用錘子敲打鐵球,被懸掛起來的鐵球在收到大小相似的力度打擊時,所震蕩的高度不相同。伽利略考慮到球的質(zhì)量大小不一,但是并沒有在之后的研究中更進一步探索,外界因素的可能影響也隨之被忽視。許久之后,另一位物理學(xué)家笛卡爾也注意到了這一問題,并搜尋了伽利略所存有的研究數(shù)據(jù),在他的基礎(chǔ)之上,更加完善和明確了動量的守恒概念,以及這一概念對物理發(fā)展的意義。當今,對動量守恒的更深層次研究探索卻仍然具有實際意義,符合時代趨勢的發(fā)展,也是人們追求更好生活過程中的一項助力。
首先動量守恒概念的發(fā)現(xiàn)提出和定義,為后續(xù)物理學(xué)的研究跟進提供了可能的機會和研究方向,并在一定程度上為物理學(xué)科知識領(lǐng)域的擴展提供了幫助。其次,高中物理的難點重點教學(xué)內(nèi)容中,動量守恒一直都是其中的常駐知識,課堂中的詳盡講解使學(xué)生更加了解動能定律相關(guān)內(nèi)容,對物理學(xué)習(xí)更有自信心。此外動量守恒源于生活的物理知識,與現(xiàn)實生活有著密切關(guān)聯(lián),學(xué)好動量知識,更方便學(xué)生理解事物本質(zhì),體會物理學(xué)的魅力。
二、概括動量守恒主要內(nèi)容
1. 簡要介紹動量守恒定律
動量守恒定律的介紹可以簡述為,同一個物理系統(tǒng)當中,只存在兩個物體,質(zhì)量一定,研究物體之間發(fā)生的某種相互作用。如果其中一個物體發(fā)生了運動變化,那么質(zhì)量不變,另一個物體也會隨之發(fā)生變化,并且量物體發(fā)生動量的變化差值數(shù)值相等。可以得出這樣的結(jié)論:某個獨立的不受外力影響作用的系統(tǒng)當中,所存在的其中一個物體發(fā)生動量的改變,其他物體也會一起發(fā)生改變,以保證系統(tǒng)整體的動量之和是恒定的。
動量守恒也有一些其他表達,除了數(shù)值上的比較,系統(tǒng)中發(fā)生運動變化前的物體動量也可以和發(fā)生運動后的動量做出比對;系統(tǒng)中兩個物體之間的相互作用都發(fā)生在相同的水平線上,系統(tǒng)中一個物體的動量增量等于另一個物體的動量減少量等。
2. 動量守恒應(yīng)用條件
動量守恒的應(yīng)用有限制性,所以對其成立條件要在課堂中刻意強調(diào):獨立的系統(tǒng)中可以發(fā)生相互作用的研究物體,系統(tǒng)不受外界因素影響,即使受到外力作用,也要使其各個矢量相加為零,這樣的成立條件作為前提才可以考慮應(yīng)用動量守恒。
動量守恒成立后,還要分析動量守恒可應(yīng)用的范圍,速度相對較低的宏觀現(xiàn)象,平常眼睛觀察不到的微觀場景,都可以直接應(yīng)用,另外發(fā)揮作用的力性質(zhì)明確和作用方式繁復(fù)的物理體系也可以進行應(yīng)用。它的應(yīng)用本質(zhì)即是獨立系統(tǒng)中的兩個或者多個研究對象在各種情況下忽視外在因素,保持動量總數(shù)值不變。但是這個系統(tǒng)中單獨的某個研究對象,并不依從動量的守恒。
三、動量守恒常見問題分析及解決
動量守恒的研究常常是基于一個整體的系統(tǒng),或是在忽略外力的情況下進行研究。動量課程講述中,常見的問題可以從以下幾個方面進行思考解讀:
一些復(fù)雜的題目中,除了動量知識還會涉及到機械能的部分內(nèi)容。此類題目是練習(xí)與試卷中的高頻題目,遇到后最好保持良好的心態(tài),不要慌亂。首先分析題目中所構(gòu)建系統(tǒng)整體的受力情況,有無外力,外力的矢量分布是否抵消為零等,這是對動量守恒定律應(yīng)用的前提判斷,也使學(xué)生對題目內(nèi)容有了初步了解。特殊情況下,學(xué)生可以嘗試從水平或豎直當中的某一方向進行判斷,某一方向上的合外力作用效果為零,同樣可以使用動量守恒。
一些題目為了增加難度會在題目中制作干擾條件,比如對速度選項進行模糊,用相對速度代替原本的絕對速度。以地面作為參考系和以運動的物體作為參考系,直接造成運算結(jié)果的偏差。所以題目中速度要明確,單位也要注意,防止出現(xiàn)公式定理掌握較好,不能答對問題的現(xiàn)象出現(xiàn)。
對于題目中的慣用條件保持敏感。我們都知道自由下落提示自由落體公式,同樣動能守恒定律也有其常用的條件場景,比如一個運動物體去撞擊另一靜止物體,或者某物體在空中發(fā)生爆炸分裂成兩個物體進行運動等,這樣的問題要首先想到動量定理,然后去閱讀題目條件分析其是否成立。
四、結(jié)束語
總之,動量守恒不僅是課本中的重點道理,也是我們生活中的常用內(nèi)容,碰撞、運動、速度的變換是游戲場景中常見的環(huán)節(jié),也是影視作品中用于吸引人們眼球的刺激場景。高中課堂中教師幫助學(xué)生構(gòu)建出完善的動量知識體系,使其意識到動量學(xué)習(xí)的價值意義,對其以后的學(xué)習(xí)和生活都會有很大幫助。