淺析高中物理力學守恒定律的學習

趙明睿

【摘 要】動量守恒和能量守恒這兩個定律是高中物理課程里相對重要的守恒定律，同時作為物理學中的兩條基礎定律，也是高中物理學的重難點。在高中物理中對能量守恒和動量守恒這兩個定律，如果能夠完全掌握，這對其他部分的學習是十分有幫助的。

【關鍵詞】高中物理；力學守恒定律；學習過程；問題思考

一、為什么說守恒定律是在高中物理中比較重要

能量守恒定律和動量守恒定律是高中物理中的兩條基本的守恒定律，很多時間的問題和空間的問題，采用這兩個定律來解決可以將原本復雜的問題進行簡化，方便解答。

二、守恒定律的認識

（一）判定守恒定律的成立條件

在對守恒定律的學習過程中，最為困難的問題是守恒定律的成立條件。對于許多同學來說，很難理解動量守恒成立的條件：互相作用的物體之間的總動量是否維持不變？是需要考慮物體系統是否承受了外力作用。如果系統物體沒有承受外力或者外力和為零，這個時候我們就稱系統的動量是守恒的。

而在機械能守恒定律的研究過程中，定律的成立條件是：物體之間的機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，或者說其它力沒有做功，或者做功的和為零，那么這兩個物體所組成的系統就稱作機械能守恒。用另一種方法表達就是，如果物體之間只存在動能、重力勢能和彈性勢能，并且在這幾個能量之間的相互轉換，那我們就說系統的機械能總量是保持不變的。

（二）動量守恒的使用典例

動量守恒，有許多具體的事例。系統動量是不是守恒的，是有具體的條件，那就是系統不受外力，或者其他力作用的合力是為零。在平時的答題或解題過程中，必須要注意題目中的條件，否則就會導致定律的交叉使用或錯誤使用。需要注意的是動量守恒的定律描述的對象是兩個或者兩個以上的對象所組成的整體，并不是指某一個單個物體。在實際應用過程中，根據自己所選擇的系統不同，實際的系統動量可能守恒但是其他系統可能動量不守恒。在平時的解題過程中要選擇合適的系統，這個系統必須滿足守恒定律的基本條件，是比較方便解題的。

在具體的動量守恒實例過程中，每一個對象的速度應該是相對于整個系統的相對速度，在考慮速度的時候要考慮速度之間是不是同時的。在動量守恒定律方程中方程的兩邊分別是系統的初狀態動量的總和與末狀態動量綜合相等。初態的速度和末態的速度都是系統內物體相互作用的時候，同一時刻的瞬時速度。所以在解題過程中必須選擇合適的正反方向，正向取正，反向取反反。而對于方向未知的，可以自己規定正方向，然后根據求得的具體結果判斷其方向。

三、學習過程中需要注意哪些守恒問題？

（一）動量守恒

在高中的物理課本中動量守恒定律的定義是：如果系統不受外力或所受外力的矢量和為零，那么系統所受到的總動量就保持不變，這一結論被稱之為動量守恒定律。而在實際的解題過程中，還是要根據一般的解題思路，第一步進行對系統的受力分析，要正確的對系統進行受力分析，不能錯誤的或者不全面的對物體進行受力分析，那樣就會導致公式出錯或者公式運用錯誤。在使用該條定律的時候，需要考慮系統有沒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程中，時間是特別短暫的，這種情況下，內力遠遠大于外力外力的時候可以使用動量守恒定律。當某個方向上的合力和為零時，不管其他方向上外力的合力是否為零，或者外力的數值是多少，在這個方向上，動量依然是守恒的。在日常的解題過程中，我們需要對物體運動過程中的初始數值和動量進行分析，緊接著對系統進行受力分析，然后根據具體情況陳列出相應的方程式，特別重要的是，在對方程進行運算的時候，要必須把動量轉換為矢量，因為它是有方向的。

（二）機械能守恒

機械能守恒的一種表述方法是：對于一個系統，只有重力和彈簧彈力做功，即實現的只有重力勢能、彈性勢能和動能的轉化，但是在轉化過程中它的總和保持不變。和動量守恒還有其他力學問題一樣的是，所有問題解答前都必須對系統進行受力分析，緊接著考慮系統的做功情況。如果在系統中只有本身的重力和內部的彈力做功，其他的力做功可以忽略不計的時候，那么機械能守恒定律就是在這個問題中是可以使用的。考慮到重力做功和彈力做功，我們就需要考慮它的做功過程。力與力之間的做功過程，其實就是能量與能量之間的轉化過程，動能和勢能轉化的過程又可以利用機械能守恒。

四、結束語

在高中物理能量守恒定律的章節內容里，我們可以清晰的知道，能量守恒定律是貫穿整個中學物理的。并且在許多現實生活中能量守恒定律確實是很方便的，為我們解決了一些實際問題。能量守恒定律和動量守恒定律，在解決一些復雜問題的過程中是不可替代。能量守恒定律的重要性不言而喻，所以說在學習這兩個守恒定律的過程中需要自己端正態度。，培養自己的學習習慣，在答題過程中要總結自己的答題方式和解題方法。

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