高中物理活用動量速解題

吳贊明

（福建省南平市高級中學，福建 南平）

近年來，伴隨新課改的不斷推進，教學愈來愈傾向塑造學生的邏輯思維能力、創新能力、動手實踐能力。因此，相關教師一定要及時轉變教學思想，不但要讓學生掌握豐富的理論知識，還要讓其實現學以致用，將其運用在習題的處理之中，進而為有效解決生活問題奠定良好基礎，推動學生實現全面發展。

一、求解物體的動量轉變

1.例題

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

2.解答

因為物體開始和結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，球體質量m等于0.6千克，把此球從某一位置靜態釋放，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變間的聯系，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=1.8N·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。

假設在△t中存在質量等于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、關于求解多過程問題

1.例題

某物體質量m等于3kg，在F1=9N的水平力影響下，改變靜止狀態漸漸順著水平面移動，經過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，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，認定推理方向是正方向，依據動量定理對此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、力有所轉變的習題，利用定量定理一般較使用牛頓運動定律融合運動學知識來解答要更加便捷。對比以上兩種算法可發現，科學選用探究進程，不但能精簡做題環節，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，是加快學生做題速度的最佳手段。廣大教師要尊重學生個體間的差別，有針對性地傳授速解技巧，從而確保學生良好地掌握且應用，加深對知識的理解。