高中物理活用動量速解題

吳贊明

摘 要：就動量定理而言，其是高中物理學(xué)習(xí)過程中非常關(guān)鍵的知識內(nèi)容，在做題時若能有效利用此定理，便能精簡做題環(huán)節(jié)，迅速得到答案。主要圍繞怎樣活用高中物理動量迅速解題展開分析。

關(guān)鍵詞：高中；物理；動量定理

近年來，伴隨新課改的不斷推進，教學(xué)愈來愈傾向塑造學(xué)生的邏輯思維能力、創(chuàng)新能力、動手實踐能力。因此，相關(guān)教師一定要及時轉(zhuǎn)變教學(xué)思想，不但要讓學(xué)生掌握豐富的理論知識，還要讓其實現(xiàn)學(xué)以致用，將其運用在習(xí)題的處理之中，進而為有效解決生活問題奠定良好基礎(chǔ)，推動學(xué)生實現(xiàn)全面發(fā)展。

一、求解物體的動量轉(zhuǎn)變

1.例題

把質(zhì)量等于五千克的物體以V0=5m/s的速度在較高的地點拋開，經(jīng)過t=5s后其速度是Vt，問此物體在這五秒內(nèi)的動量轉(zhuǎn)變。（忽略空氣阻力，g=10m/s2）

2.解答

因為物體開始和結(jié)束時的速度方向不可獲知，因此不能用過△p=p2-p1的方法來解答，然而運用動量定理卻能輕松解決這一問題。

物體在運動進程中僅遭受g的作用，所以合力的沖量便是g的沖量，那么通過動量定理可得：△p=Ic=mgt=5×10×5=250kg·m/s，運動趨勢則為豎直朝下。

二、求解變力沖量

1.例題

桌子上有一個單擺，擺長度L等于一米，球體質(zhì)量m等于0.6千克，把此球從某一位置靜態(tài)釋放，距離桌面高度等于0.45米，試問球體在釋放位置到垂直桌面位置進程中合力沖量大小。

2.解答

因為球體在下落進程中合力屬于變力，所以不能使用I=FT去獲得合力沖量，然而動量定理明確闡述了動量和沖量轉(zhuǎn)變間的聯(lián)系，因此可以通過動量知識來解答這一問題。在釋放球體位置時，球本身的動量是0，但在垂直桌面位置時，球體的動量方向和水平方面相一致，并且能算出具體處置，通過機械守恒定律可計算：1/2mv2=mhg，那么，小球速度v=3。

通過動量定理可知，I合=△p=vm=1.8 N·s，方向為水平朝左。

三、剖析物體問題

1.例題

一架宇宙飛船用1.0×104的速度（v）穿進密度（ρ）為2.0×10-9kg/m3的隕石流內(nèi)并且維持勻速前進。若是其垂直運動走向中的最大橫截面積（s）等于6平方米，并且判斷宇宙飛鏟和隕石撞擊后均處于飛船上，那么此宇宙飛船遭受的平均阻力是多少。

2.解答

要想獲得宇宙飛船遭受的平均阻力，如果徑直剖析飛船，必然無法得到答案。如果對隕石流展開解析，那么隕石位置是不間斷的，該怎樣處理呢？可針對在短期△t中和宇宙飛船撞擊的隕石展開剖析。

假設(shè)在△t中存在質(zhì)量等于m的隕石和飛船互相撞擊，那么通過管道模型能清楚：m=ρ△tv·s，這些隕石在△t中的速度從0慢慢變得和飛船一樣。假設(shè)其遭受宇宙飛船對隕石的均衡阻力是F，對這些隕石利用定量定理剖析能得到：F△t=mv=△tρv·v·s，因此平均阻力等于ρsv2=2×10-9×6×（1×104）2=1.2N，通過牛頓第3定律可獲得，宇宙飛船遭受的均衡阻力F=1.2N。

四、關(guān)于求解多過程問題

1.例題

某物體質(zhì)量m等于3kg，在F1=9N的水平力影響下，改變靜止?fàn)顟B(tài)漸漸順著水平面移動，經(jīng)過4s（t1）后，推力漸漸降低成F2=6N，然而方向恒定，此物體再次運動3s（t2）之后推力去除，物體歷經(jīng)5s（t3）終止運動，請問物體在水平面受到的摩擦力大小。

2.解答

第一種解答方法：將物體視為探究目標(biāo)，其有3個運動進程，假定之前2個進程最終時刻的速度依次是v1和v2，其所受到的摩擦力等于Ff，認(rèn)定推理方向是正方向，依據(jù)動量定理對此3個進程依次表達為：一是（mv1=F1-Ff）；二是（mv2-mv1=F2-Ff）；三是t3Ff=0-v2m。綜合以上三個式子能獲得：摩擦力Ff=F1t2+F1t1/t3+t2+t1=9×3+9×4/5+3+4=5.25N

第二種解答方法：設(shè)置推理的方向是正方向，在此物體移動的總體進程中，物體的原始動量（p1）等于零，結(jié)束動量（p2）也等于零，那么參照動量定理可知：F2t2+F1t1-Ff（t3+t2+t1）=0，那么6×3+9×4-Ff（5+3+4）=0，得出摩擦力大小等于5.25N。

3.評價

只要是碰見時間、速度、力有所轉(zhuǎn)變的習(xí)題，利用定量定理一般較使用牛頓運動定律融合運動學(xué)知識來解答要更加便捷。對比以上兩種算法可發(fā)現(xiàn)，科學(xué)選用探究進程，不但能精簡做題環(huán)節(jié)，并且還能大大提升做題速率。

綜上所述，在高中物理解題過程中活用動量，是加快學(xué)生做題速度的最佳手段。廣大教師要尊重學(xué)生個體間的差別，有針對性地傳授速解技巧，從而確保學(xué)生良好地掌握且應(yīng)用，加深對知識的理解。

參考文獻：

張繼.如何在物理復(fù)習(xí)課教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)：以“動量和能量的綜合問題：物塊+滑板模型”為例[J].西部素質(zhì)教育，2017，3（21）：74-75.