淺析動量守恒定律教學與生活

【摘 要】分析了物理學與生活的緊密聯系，列舉了我們比較熟悉的一些運用動量守恒定律可以解釋的日?，F象的研究。

【關鍵詞】物理;生活;動量守恒定律;探究

中圖分類號： G633.7文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）11-0152-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.071

0 引言

《大學物理》這門課程是大學理工科類的一門基礎課程，是專業基礎課和專業課的基礎，也是科學與工程技術應用的基礎。通過該課程的學習，學員可以了解自然界中物質的結構，相關性質，相互作用及其運動的基本規律，進而為其后續專業基礎與專業課程的學習奠定基礎。大學物理與我們生活息息相關，與我們的科技發展聯系緊密。學好物理可以幫助我們解釋物質世界的現象，闡述日常生活中一些現象的基本規律。

1 物理與生活聯系緊密，研究日?，F象的必要性

我們對物理的認識一般都停留在我們要對宇宙的基本性質要了解，而這些是要建立在質量、能量、電荷、磁場等概念之上的。這些概念對我們來說太抽象了，我們往往不能直接感知。如果我們在物理教學中滲入生活，從研究日常現象入手，用日常經驗來提出問題、引入相關概念并通過課程實施來進行實踐教學，由于所討論的問題是我們熟悉的具體事例，那么這些事例就會激發學生對事物如何運轉的好奇心，同時這種好奇心又會推動學生去探究事例背后包含的物理學原理、相關概念。如果學生可以通過課堂教學能清晰地解釋相關的日常現象， 那對于一些抽象的概念也會更有信心。有了熟悉的事例，熟悉的模型，學生就會在這個堅實的基礎上建立相關的概念，腦海里也會有相應的模型，也會很容易理解其物理含義。

2 淺析動量守恒定律教學與生活

在物理教學與學習過程，經常會有學生有這樣的疑問：我們為什么要學習物理，物理與我們生活有什么關系？我們在日常生活中是否能看到物理相對應的模型嗎？哪些物理原理跟生活中的哪些日?，F象相對應，可以解釋這些現象？以下我們就淺析動量守恒定律的教學與生活。

就以學生都很熟悉的生活細節說起，我們在打臺球過程中有很多物理基本概念和基本原理的滲入。打臺球時臺球的相互碰撞剛好跟我們教學過程中所講的兩個小球的碰撞類似，在物理教學實施過程中完全可以把兩個沒有任何角色的小球轉化成臺球當中的兩個小球來講解，這樣學生就會對物理模型有更深刻的印象。臺球在相互碰撞時只失去很少的能量，它們的碰撞基本上是彈性的，因此在臺球的大多數碰撞中，動量和動能是守恒的。

我們可以分析一種最簡單的臺球的碰撞，白色主球與第二個球正面相碰，第二個球在被擊中前是不動的。我們忽略球的自旋因素的影響，假設兩個小球的質量相同，根據動量守恒定律，m1v1=m2v2，m1=m2，∴v1=v2。這也就說主球撞擊后便停了下來，而第二個球則以主球在碰撞前的速度向前運動，兩個小球的動量發生了交換。其實這個過程也滿足動能守恒，主球在碰撞前有動能 mv2，碰撞后，主球的速度和動能變為0，但是第二個球的動能增加為 mv2，它的質量和速率與主球在碰撞前相同。因為動量和動能都守恒，主球會停下來，第二個球會以主球在碰撞前的（下轉第179頁）（上接第152頁）同樣動量和動能向前運動，這是很多玩過臺球的同學都熟悉的效應。如果在教學過程中或物理學習的過程中滲入學生比較熟悉的場景，學生學習的興趣會在很大程度上有所增加，學習的效果也會大大的提高，對相應的物理概念和物理模型的印象會更深刻。

學生更為熟悉的一個動量守恒的生活事例就是兩個滑冰者面對面站著，他們用手互相推一把，假設冰面的摩擦力可以忽略，對于兩個滑冰者，豎直向上的冰面的支持力與豎直向下的重力大小相等，方向相反，彼此互相抵消。因此，我們知道系統在豎直方向上沒有加速度，水平方向的推理大小相等，方向相反，因此對于兩個滑冰者組成的系統，所受合外力為0，動量守恒定律適用。首先假設兩人在互推之前都處于靜止狀態，則初狀態系統的總動量為0，因動量守恒，那么兩人互推之后系統的總動量應仍為0。因此我們可以得出互推之后兩個滑冰者將以大小相等、方向相反的動量運動。在互推之后，兩名滑冰者向相反的方向運動，其動量的大小相等，但他們的速度不一定相等，因為動量P=mv，所以如果兩名滑冰者的質量相等，則互推之后的速度相等;如果他們的質量不等，則質量較小的滑冰者具有較大的速度，質量較大的滑冰者具有較小的速度。

動量守恒定律其實在我們生活中很多事例中也都有體現，比如說交通事故，兩輛車的碰撞。假設一輛質量較大的車與一輛質量較小的車同向行駛并發生碰撞，無論是大車在前還是在后，碰撞之后小車的破壞都比大車嚴重。

不僅僅是動量守恒定律，物理學與我們生活聯系非常緊密，它可以解釋很多自然現象和日常現象。在解釋生活中的一些日常現象時，如果你能運用物理學中的基本概念和物理學原理就會變得很容易理解。物理教學過程中滲入生活和日?，F象可以幫助我們了解并解釋我們熟悉的一些現象，使相關的物理概念和原理變得生動具體。同時可以提高學生學習物理的興趣。

【參考文獻】

[1]康穎.大學物理[M].北京：科學出版社，2015.作者簡介：郭玉（1989.02—），女，助教，從事大學物理教學與科研工作。