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试论动量动量概念解决物理理由三种典型策略

最后更新时间:2024-04-17 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:14789 浏览:60771
论文导读:
【摘要】动量定律和动量守恒定律是自然界最为重要的规律之一。同时这一块知识也是中专物理教学的重点知识中的难点,本文主要结合教学实践,就动量概念解决物理问题的三种比较典型的方法进行了分析,以帮助更多学生可以更好掌握动量的概念,学好物理知识
【关键词】动量概念;典型方法;物理问题
中专物理教学中,处理和解决好动量问题,是力学的一个难点知识。多年的教学实践发现,在物理教学中,运用动量守恒定律以及动量定理来研究在碰撞中动能变化的相关问题,是十分重要的。以下主要结合物理教学的实践,就动量概念解决物理问题中比较典型问题进行了探讨分析。
1 使用系统的动量定律来分析和解决物理问题
系统所受到外力给予的总的冲量的和等于系统总动量的变化,这可以用来表达系统动量的定理。这主要可以用来解答那些不需要求解系统内部的各个物体之间相互作用力的相关问题。用上述的定理来解决动量定理可以使得问题变得更加的明确和简单。以下通过例题来进行说明:
例1:如图1所示,水平粗糙的地面上放了一块倾角是?的斜面体,质量为M,且斜面体的表面是粗糙的,并且有一质量为m 的小滑块以初速度为V0在斜面上滑行,在经过了时间t之后滑到了斜面上某个位置的时候速度是零,在小滑块上滑的过程中斜面体保持了不动,求这个过程中,水平地面对于斜面体的支撑力和摩擦力是多少?
分析:将滑块和斜面体作为整体来研究其受力的情况,这个系统整体受到的外力主要有重力(m+M)g,静摩擦力f(斜面体和滑块之间的相互作用的摩擦力和弹力为内力),地面对于整个系统的支持力则为N。在图中建立和图1中所述的坐标系,对整个系统在水平方向和竖直方向应用动量定理可知
因此可知
2 动量守恒中研究对象的选取问题
在进行物理题目的解答的过程中,要想很好的处理好动量守恒的问题,关键是要对动量守恒进行更为彻底的理解。很多学生在学习动量守恒定律的时候,大多只注重动量守恒定律的条件以及动量的矢量性等等方面的内容,对动量守恒的内在规律的理解则关注的比较少。往往在研究动量守恒定律时候,所给出了条件会是由几个相互作用的物体来共同组成。因此在处理物理问题时,如果没有弄清楚所要研究的对象,就不可能更为准确的去把握动量守恒定律。
例2:如图中所示,质量为m 的拖车和质量为M的小车之间用一根不可伸长的细绳来进行连接,且地面光滑,一个质量为m0的物体是放置于拖车的前端,且该物体和拖车之间的摩擦因素是μ,在开始的时候,小车以速度V向前进行行驶,细绳松弛,拖车和小物体都处于静止状态,求物体相对于拖车滑行的距离。
分析:一开始的时候小车以速度V会向前行驶,在小车的行驶的过程中,松弛的细绳会逐渐被拉直,这会使得小车和拖车在很短的时间内速度发生变化,可以用V1来表示,这个过程中,物块没有参与到相互的作用,处于相对静止状态。因此可以来选取小车和拖车之间的关系来进行分析,由动量守恒定律可以得知:
之后,小物体相对拖车滑行的过程中,因为物块和拖车之间是存在着滑动摩擦摘自:毕业论文www.7ctime.com
力,因此这时拖车、物块和小车是共同参与作用的,因此要选择三者共同的作用的物体系来进行分析,将共同速度可以设为V2,依据动量守恒定律可以得出
这时候假设物块相对于拖车的滑行距离是S,则可以得出
根据①②③可以直接求出S
根据①②③可以直接求出S
3 运用动量以及动能的变化来处理碰撞的问题
两个物体之间,因为在比较短的时间发生了相互的作用而使得各自的动量发展了变化,这就是碰撞。在两个物体发生碰撞的时候,其相互作用的内力往往作用力比较大,且时间非常的短,因此,在一般情况下,可以忽略系统所受到的一些常见的外力。所以,这种碰撞问题可以用动量守恒定律来进行处理。同时,碰撞之后内力作用所产生的形变使得碰撞后的动能不会大于系统在碰撞之前的动能。
例3:两球A 、B 在光滑水平面上沿同一直线, 同一方向运动, m A, = 1 k g , m B, = 2 k g ,VA=6m/S, VB=2m/S,当A 追上B 并发生碰撞后,两球A 、B 速度的可能值是
取两球在碰撞之前的运动的方向为正,那么在碰撞之前,系统总的动量为
在碰撞之前,系统总的动能可以表示为EK=? mA,VA2+? mB VB2=22J,在碰撞之后EK≦22J,使用排除法可以排除C和D选项。选项A中经过仔细分析,和实际情况不符合,碰撞之后的A球不可能会沿着原方向比球B的速度会更快,所以本题只能选择B。
在讨论碰撞碰撞问题的时候,应该考虑动量守恒,在碰撞前后,系统的总动量会保护不变,其次从动能的角度来分析,碰撞后系统的动能会小于或者等于碰撞前系统的动能,另外要综合考虑实际情况。只有这样,才能更为合理、客观的利用动量变化的不同形式来进行分析和判断。
参考文献:
柳利芳,包美红. 例谈动量关系在习题中的应用[J]. 物理教学探讨,2008(06)
邵聪跃. 动量定理在动量守恒类问题中的应用[J]. 物理教学探讨,2008(06)