例析動(dòng)量守恒定律常見模型

◇　江蘇　朱　俊

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例析動(dòng)量守恒定律常見模型

◇江蘇朱俊

從近幾年的高考情況來看,高考物理對(duì)學(xué)生的能力考查有了明顯的轉(zhuǎn)變,逐漸由知識(shí)型、應(yīng)試型向?qū)嵺`操作型轉(zhuǎn)變．而動(dòng)量守恒定律是高考動(dòng)量部分考查的重點(diǎn),經(jīng)常結(jié)合動(dòng)能定理和碰撞等知識(shí)點(diǎn)一同出現(xiàn),高考時(shí)學(xué)生經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦拍罨煜磺宥Х郑蚨鴾?zhǔn)確掌握動(dòng)量守恒的定義、適用條件、題型以及一般模型尤為重要．

動(dòng)量守恒定律是指相互作用的物體在不受外力作用或所受外力的合力為零時(shí),相互作用前后總動(dòng)量保持不變．它由牛頓定律推導(dǎo)而出,卻有著比牛頓定律更加廣泛的適用范圍,既適用于宏觀物體,也適用于微觀粒子．動(dòng)量守恒定律是高考的必考知識(shí)點(diǎn),經(jīng)常以綜合題的形式出現(xiàn),單獨(dú)考查時(shí)題型以選擇題為主,而與其他知識(shí)點(diǎn)綜合考查時(shí)一般為解答題．下面列出幾種動(dòng)量守恒定律常出現(xiàn)的模型和解法,供大家參考．

1　原子核模型

原子核題型將物理情境置于微觀世界中,充分驗(yàn)證了動(dòng)量守恒定律的普遍適用性．對(duì)于這類題目,學(xué)生要能夠看出題目的實(shí)質(zhì)是考查動(dòng)量守恒定律,能夠根據(jù)題干中的描述建立相關(guān)的物理模型,進(jìn)而運(yùn)用動(dòng)量守恒定律進(jìn)行求解．

2　人船模型

人船模型是考查動(dòng)量守恒的典型模型,屬于系統(tǒng)整體上不滿足動(dòng)量守恒的條件,但在某一特定方向上,系統(tǒng)不受外力,系統(tǒng)在這一方向的分動(dòng)量守恒的情況．應(yīng)用動(dòng)量守恒定律時(shí)，只需分析該方向的動(dòng)量即可．

圖1

3　子彈打木塊模型

子彈打木塊模型同樣是以系統(tǒng)為研究對(duì)象,屬于水平方向所受外力遠(yuǎn)小于內(nèi)力的情況,所以存在某一方向滿足動(dòng)量守恒條件．但由于子彈與木塊之間存在摩擦,會(huì)有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱力學(xué)能,因而整個(gè)過程中機(jī)械能不守恒,子彈打木塊模型的題經(jīng)常會(huì)要求求出損失的這部分機(jī)械能．

圖2

通過以上討論可以總結(jié)出動(dòng)量守恒定律的一般解題步驟: 1) 確定系統(tǒng),明確研究對(duì)象,并判斷研究對(duì)象是否滿足動(dòng)量守恒定律的條件； 2) 根據(jù)題目條件選取某一時(shí)刻或者多個(gè)時(shí)刻,并求出這些時(shí)刻的總動(dòng)量； 3) 規(guī)定正方向,與正方向同向的取正值,與正方向反向的取負(fù)值； 4) 根據(jù)動(dòng)量守恒定律列出所選時(shí)刻的方程．運(yùn)用動(dòng)量守恒定律主要看初末狀態(tài),有時(shí)不必弄清楚中間具體的運(yùn)動(dòng)過程．

江蘇省如皋市薛窯中學(xué))