淺析高中物理力學(xué)守恒定律的學(xué)習(xí)

趙明睿

【摘 要】動(dòng)量守恒和能量守恒這兩個(gè)定律是高中物理課程里相對(duì)重要的守恒定律，同時(shí)作為物理學(xué)中的兩條基礎(chǔ)定律，也是高中物理學(xué)的重難點(diǎn)。在高中物理中對(duì)能量守恒和動(dòng)量守恒這兩個(gè)定律，如果能夠完全掌握，這對(duì)其他部分的學(xué)習(xí)是十分有幫助的。

【關(guān)鍵詞】高中物理；力學(xué)守恒定律；學(xué)習(xí)過(guò)程；問(wèn)題思考

一、為什么說(shuō)守恒定律是在高中物理中比較重要

能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律是高中物理中的兩條基本的守恒定律，很多時(shí)間的問(wèn)題和空間的問(wèn)題，采用這兩個(gè)定律來(lái)解決可以將原本復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化，方便解答。

二、守恒定律的認(rèn)識(shí)

（一）判定守恒定律的成立條件

在對(duì)守恒定律的學(xué)習(xí)過(guò)程中，最為困難的問(wèn)題是守恒定律的成立條件。對(duì)于許多同學(xué)來(lái)說(shuō)，很難理解動(dòng)量守恒成立的條件：互相作用的物體之間的總動(dòng)量是否維持不變？是需要考慮物體系統(tǒng)是否承受了外力作用。如果系統(tǒng)物體沒(méi)有承受外力或者外力和為零，這個(gè)時(shí)候我們就稱(chēng)系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的。

而在機(jī)械能守恒定律的研究過(guò)程中，定律的成立條件是：物體之間的機(jī)械能總量一直保持不變。如果只有重力和彈力做功，其他力忽略不計(jì)，或者說(shuō)其它力沒(méi)有做功，或者做功的和為零，那么這兩個(gè)物體所組成的系統(tǒng)就稱(chēng)作機(jī)械能守恒。用另一種方法表達(dá)就是，如果物體之間只存在動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能，并且在這幾個(gè)能量之間的相互轉(zhuǎn)換，那我們就說(shuō)系統(tǒng)的機(jī)械能總量是保持不變的。

（二）動(dòng)量守恒的使用典例

動(dòng)量守恒，有許多具體的事例。系統(tǒng)動(dòng)量是不是守恒的，是有具體的條件，那就是系統(tǒng)不受外力，或者其他力作用的合力是為零。在平時(shí)的答題或解題過(guò)程中，必須要注意題目中的條件，否則就會(huì)導(dǎo)致定律的交叉使用或錯(cuò)誤使用。需要注意的是動(dòng)量守恒的定律描述的對(duì)象是兩個(gè)或者兩個(gè)以上的對(duì)象所組成的整體，并不是指某一個(gè)單個(gè)物體。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)自己所選擇的系統(tǒng)不同，實(shí)際的系統(tǒng)動(dòng)量可能守恒但是其他系統(tǒng)可能動(dòng)量不守恒。在平時(shí)的解題過(guò)程中要選擇合適的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)必須滿(mǎn)足守恒定律的基本條件，是比較方便解題的。

在具體的動(dòng)量守恒實(shí)例過(guò)程中，每一個(gè)對(duì)象的速度應(yīng)該是相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的相對(duì)速度，在考慮速度的時(shí)候要考慮速度之間是不是同時(shí)的。在動(dòng)量守恒定律方程中方程的兩邊分別是系統(tǒng)的初狀態(tài)動(dòng)量的總和與末狀態(tài)動(dòng)量綜合相等。初態(tài)的速度和末態(tài)的速度都是系統(tǒng)內(nèi)物體相互作用的時(shí)候，同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度。所以在解題過(guò)程中必須選擇合適的正反方向，正向取正，反向取反反。而對(duì)于方向未知的，可以自己規(guī)定正方向，然后根據(jù)求得的具體結(jié)果判斷其方向。

三、學(xué)習(xí)過(guò)程中需要注意哪些守恒問(wèn)題？

（一）動(dòng)量守恒

在高中的物理課本中動(dòng)量守恒定律的定義是：如果系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，那么系統(tǒng)所受到的總動(dòng)量就保持不變，這一結(jié)論被稱(chēng)之為動(dòng)量守恒定律。而在實(shí)際的解題過(guò)程中，還是要根據(jù)一般的解題思路，第一步進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)的受力分析，要正確的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，不能錯(cuò)誤的或者不全面的對(duì)物體進(jìn)行受力分析，那樣就會(huì)導(dǎo)致公式出錯(cuò)或者公式運(yùn)用錯(cuò)誤。在使用該條定律的時(shí)候，需要考慮系統(tǒng)有沒(méi)有承受外力或者承受的外力合力是否外為零。

物體在爆炸或者突然碰撞的過(guò)程中，時(shí)間是特別短暫的，這種情況下，內(nèi)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力外力的時(shí)候可以使用動(dòng)量守恒定律。當(dāng)某個(gè)方向上的合力和為零時(shí)，不管其他方向上外力的合力是否為零，或者外力的數(shù)值是多少，在這個(gè)方向上，動(dòng)量依然是守恒的。在日常的解題過(guò)程中，我們需要對(duì)物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的初始數(shù)值和動(dòng)量進(jìn)行分析，緊接著對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)具體情況陳列出相應(yīng)的方程式，特別重要的是，在對(duì)方程進(jìn)行運(yùn)算的時(shí)候，要必須把動(dòng)量轉(zhuǎn)換為矢量，因?yàn)樗怯蟹较虻摹?/p>

（二）機(jī)械能守恒

機(jī)械能守恒的一種表述方法是：對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)，只有重力和彈簧彈力做功，即實(shí)現(xiàn)的只有重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，但是在轉(zhuǎn)化過(guò)程中它的總和保持不變。和動(dòng)量守恒還有其他力學(xué)問(wèn)題一樣的是，所有問(wèn)題解答前都必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，緊接著考慮系統(tǒng)的做功情況。如果在系統(tǒng)中只有本身的重力和內(nèi)部的彈力做功，其他的力做功可以忽略不計(jì)的時(shí)候，那么機(jī)械能守恒定律就是在這個(gè)問(wèn)題中是可以使用的?？紤]到重力做功和彈力做功，我們就需要考慮它的做功過(guò)程。力與力之間的做功過(guò)程，其實(shí)就是能量與能量之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程，動(dòng)能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程又可以利用機(jī)械能守恒。

四、結(jié)束語(yǔ)

在高中物理能量守恒定律的章節(jié)內(nèi)容里，我們可以清晰的知道，能量守恒定律是貫穿整個(gè)中學(xué)物理的。并且在許多現(xiàn)實(shí)生活中能量守恒定律確實(shí)是很方便的，為我們解決了一些實(shí)際問(wèn)題。能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律，在解決一些復(fù)雜問(wèn)題的過(guò)程中是不可替代。能量守恒定律的重要性不言而喻，所以說(shuō)在學(xué)習(xí)這兩個(gè)守恒定律的過(guò)程中需要自己端正態(tài)度。，培養(yǎng)自己的學(xué)習(xí)習(xí)慣，在答題過(guò)程中要總結(jié)自己的答題方式和解題方法。

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