新课标下的动量与动量守恒

时间:2022-09-06 07:10:40

【摘 要】动量及动量守恒定律的教学一直都是中学物理教与学的重难点。在新课标下,该部分知识稍有弱化,但是还是重中之重。而且在当前其教与学更值得我们去研究。

【关键词】新课标;动量;动量守恒

在人教版的新教材下,动量与动量守恒定律被安排在选修3-5的第一章。关于此安排合理与否,争议很多。传统观点认为:动量与能量是无法分割的,并且该处知识比较重要,因而应放在必修部分;另一种观点认为:该处知识对基础要求较高,偏难,因而放在选修部分无可厚非。无论哪一种观点,都说明动量和动量守恒是高中物理教学的重难点。这里笔者结合2013年高考物理试卷,来浅谈一下对动量和动量守恒的看法。

1、考察题型和分值分布

本次考试,动量及动量守恒部分的题目共有七道,均为计算题目。其中2道为必做题目,5道为选作题目。从这里我们大致可以看出,由于知识比较难,导致该部分在渐渐弱化。但是由于碰撞类问题一直离不开我们的生活,无论是日常生活还是高科技研究,碰撞始终是一个热点问题,所以该部分的考察不会弱化。一旦考察,分值就相对比较高,最低为小型计算题目9分,最高位压轴题目19分,可以看出比例还是相对较大的。

2、知识分布及典例分析

主要考察了动量守恒,对于动量定理基本没有设计,而基本集中在动量守恒上面,其中碰撞类6道,反冲类1道。

对于碰撞类问题,碰撞一般分为弹性碰撞和非弹性碰撞,而动能损失最大的称为完全非弹性碰撞。

例1.如图,光滑水平直轨道上有三个质童均为m的物块A、B、C。 B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质最不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹黄分离的过程中,

I.整个系统拐失的机械能;

图1

II.弹簧被压缩到最短时的弹性势能。

就是完全非弹性碰撞,这里我们可以利用速度相同和动量守恒来解决。相对比较简单。

我们的解决碰撞类问题的一般思路为三个原则:1.动量守恒(内力远大于外力);2.动能不增加;3.运动的合理性。只要在解决碰撞问题不要忘记这三个原则,那么问题就比较容易解决。这里我们要特别注意,动量守恒只是针对一个某一过程成立,全程列式一般并不可取,因为在全程的一个小过程里动量可能守恒,但是全过程对系统,有外力作用,系统的动量并不守恒。如例2

例2 在粗糙的水平桌面上有两个静止的木块A和B,两者相距为d。现给A一初速度,使A与B发生弹性正碰,碰撞时间极短:当两木块都停止运动后,相距仍然为d.已知两木块与桌面之间的动摩擦因数均为μ. B的质盘为A的2倍,重力加速度大小为g.求A的初速度的大小。

这里只是在碰撞瞬间我们能使用动量守恒,如果全程列式,则无法解决这类问题了。在以后的教学中,一定要提醒学生注意。

而对于反冲类问题,注意的一个地方就是质量的变化,只要抓住这一个关键点,就很容易解决这类问题。

例3如图2所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0.1m/s.A将B向空间站方向轻推后,A的速度变为0.2m/s,求此时B的速度大小和方向。

图2

本例就是反冲类问题的一种典型例题,和课本上的例题难度相似,因而这类问题叫紧扣课本,能将课本上的问题解决作为标准即可。

当然动量和动量守恒问题还是有难度的。如2013年重庆卷物理最后一题,就是以碰撞模型作为载体的,要解决这类问题,不仅要求知识熟练,还要求考生有较为扎实的数学基本功。

总之,通过分析2013年高考物理中的动量部分,我们发现重点依然是动量守恒定律的应用,而作为往年热点的动量和能量相结合的问题,渐渐变少了,但是依然不能够忽视。

作者简介:徐竞月(1991―),女,汉族,四川邛崃人,本科学历,西南大学物理学院学生。

何名(1991―),女,汉族,湖北随州人,本科学历,西南大学物理学院学生。

袁帅东(1990―),男,汉族,河南商丘人,本科学历,西南大学物理学院学生。

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