鐘梓鳴

摘要：眾所周知，物理學(xué)具有廣泛的云圖，在諸多實(shí)際的工程問(wèn)題的解決過(guò)程中，多不可避免的地會(huì)設(shè)計(jì)到對(duì)物理知識(shí)的使用。其中，尤以動(dòng)量和能量觀點(diǎn)最為常見，尤其是在航天航空等方面，是許多問(wèn)題的主要解決方式。同時(shí)，也是今年物理高考中進(jìn)場(chǎng)考察的解題思路。本文分別就動(dòng)量和能量觀點(diǎn)在高中物理解題中的運(yùn)用進(jìn)行簡(jiǎn)要討論，以期與同行交流。

關(guān)鍵詞：動(dòng)量；能量；解題思路

動(dòng)量與能量是物理學(xué)中最為重要的內(nèi)容之一，這兩種思想觀點(diǎn)也會(huì)解決一些復(fù)雜物理問(wèn)題的主要方法。通過(guò)對(duì)該思想的運(yùn)用，可有效避免對(duì)復(fù)雜的物理過(guò)程的分析，從而大大簡(jiǎn)化解題步驟和解題過(guò)程，使問(wèn)題簡(jiǎn)單化。與此同時(shí)，動(dòng)量和能量觀點(diǎn)也是近年來(lái)高考重點(diǎn)考察的內(nèi)容，主要原因就是其在實(shí)際生產(chǎn)生活中具有廣泛的用途，是解決許多工程問(wèn)題的關(guān)鍵思想。因此，筆者結(jié)合高中生的學(xué)生實(shí)際，對(duì)這兩種觀點(diǎn)在物理解題的具體運(yùn)用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，以期對(duì)提高高中學(xué)生的物理解題效率，加深對(duì)這兩種觀點(diǎn)的理解有所幫助。

一、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)理論基礎(chǔ)

（一）動(dòng)量理論基礎(chǔ)

在高中物理中，動(dòng)量觀點(diǎn)主要包括動(dòng)向定理和動(dòng)量守恒兩方面內(nèi)容。物理學(xué)中，動(dòng)量的定義為：物體的質(zhì)量m和速度v的乘積叫做動(dòng)量，用公式表示為：p=mv，單位為kg·m/s。

動(dòng)量定理：物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的增量，用公式表示為：Ft=mv′-mv，或者I=Δp。解釋為物體動(dòng)量發(fā)生變化的原因。

動(dòng)量守恒：指一個(gè)系統(tǒng)所受合外力為零或者不受外力，那么這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。有公式表示為：m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2，其主要研究對(duì)象為物理系統(tǒng)。

（二）能量理論基礎(chǔ)

高中物理中的能量觀點(diǎn)主要?jiǎng)幽芏ɡ砗湍芰渴睾阋约稗D(zhuǎn)化的觀點(diǎn)。其中，動(dòng)能定理主要用于量化物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量，數(shù)值上表示為：12mv2，單位為焦耳（J），其特點(diǎn)是能夠?qū)ξ矬w運(yùn)動(dòng)的任何瞬間的動(dòng)能進(jìn)行量化處理。能量守恒與轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)通常涉及到動(dòng)能與勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題，在具體使用過(guò)程中，要根據(jù)具體情況而定。

二、動(dòng)量和能量觀點(diǎn)的具體運(yùn)用

動(dòng)量與能量是高中物理中十分重要的思想之一，也是考試中重點(diǎn)考察的內(nèi)容之一。在一些題型中，若采用傳統(tǒng)的牛頓運(yùn)動(dòng)定理進(jìn)行求解，不但過(guò)程復(fù)雜，而且難以求解，甚至是無(wú)法求解。但如果巧用動(dòng)量和能量觀點(diǎn)，往往能使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單。需要注意的是，在大多數(shù)問(wèn)題的解決過(guò)程中，這兩種觀點(diǎn)是同時(shí)使用的，不能機(jī)械的將二者分開。

例1：如圖1所示，其中小球和滑塊的質(zhì)量均為m，滑塊在水平放置的光滑固定軌道上課自由滑動(dòng)，小球與懸點(diǎn)O由輕繩相連，該輕繩長(zhǎng)為l且不可伸長(zhǎng)。開始時(shí)，輕繩水平拉直，小球和滑塊靜止，現(xiàn)將小球由靜止釋放，當(dāng)小球達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)，滑塊剛好被擋住，其速度在瞬間變?yōu)榱?，小球則繼續(xù)向左擺動(dòng)，當(dāng)繩與豎直方向夾角為θ=60度時(shí)，小球達(dá)到最高點(diǎn)。

求：（1）滑塊與擋板接觸到速度剛降為0時(shí)，擋板阻力對(duì)滑塊的沖量；（2）小球從釋放到第一次到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中，繩的拉力對(duì)小球做的功。

分析：該題型是一道典型的考察動(dòng)量與能量的題型。首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，小球在下落過(guò)程中，滑塊受到拉力，方向斜向右下方，滑塊向右運(yùn)動(dòng)，小球不再做圓周運(yùn)動(dòng)，受力發(fā)生變化，因此需用動(dòng)量和能量的相關(guān)知識(shí)求解。

因此，小球在這一過(guò)程中，輕繩拉力對(duì)小球做的功的大小為12mgl。

點(diǎn)評(píng)：不論是利用動(dòng)量還是能量的觀點(diǎn)，在解題的過(guò)程中，首先應(yīng)根據(jù)題意對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及受力情況進(jìn)行分析。再根據(jù)具體的問(wèn)題，對(duì)已知條件進(jìn)行劃分，明確問(wèn)題涉及到的物理運(yùn)動(dòng)過(guò)程，找到解題所需的關(guān)鍵狀態(tài)，根據(jù)相關(guān)的理論知識(shí)列出相應(yīng)的方程式，進(jìn)而求解。

例2：如圖2所示，現(xiàn)有完全一樣的滑塊A和滑塊B，水平面光滑，其中A的運(yùn)動(dòng)方向如圖所示，B位于平面邊緣且靜止，當(dāng)A與B發(fā)生碰撞時(shí)，A的速度為，碰撞中無(wú)機(jī)械能損失，且碰撞后B的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。求：已知滑塊質(zhì)量為m，碰撞時(shí)間為Δt，求碰撞過(guò)程中A對(duì)B的平均沖力的大小。

分析：由題意可知，物體A和B共同構(gòu)成了一個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，且在系統(tǒng)中，題干所提供的信息均與物體在關(guān)鍵點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相關(guān)，由此可見，此題最好的解題方式就是運(yùn)用動(dòng)量和能量守恒的觀點(diǎn)進(jìn)行求解。

點(diǎn)評(píng)：該題重點(diǎn)考察對(duì)動(dòng)量和能量守恒的運(yùn)用，在解決此類問(wèn)題的時(shí)候，同學(xué)們應(yīng)當(dāng)避免陷入對(duì)具體過(guò)程的思考，而是應(yīng)該從整體進(jìn)行把握，找準(zhǔn)方程所需的幾個(gè)關(guān)鍵物理狀態(tài)點(diǎn)，列出方程進(jìn)而求解即可。

結(jié)束語(yǔ)：

能量與動(dòng)量觀點(diǎn)是高中物理解題中常見的觀點(diǎn)，也是重要的考點(diǎn)。學(xué)生在運(yùn)用此類觀點(diǎn)解題時(shí)，要根據(jù)題意，認(rèn)真分析，根據(jù)問(wèn)題找到關(guān)鍵物理狀態(tài)點(diǎn)，再根據(jù)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，列出方程求解。但一定要注意該理論方法的適用對(duì)象，不能亂用。

參考文獻(xiàn)：

[1]何克亮.淺談力學(xué)觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)和動(dòng)量觀點(diǎn)在解題中的合理運(yùn)用[J].理科考試研究，2014，05：66-67.

[2]孟藍(lán)宏.2008年高考中的動(dòng)量和能量觀點(diǎn)解題精析[J].河北理科教學(xué)研究，2009，02：51-52.endprint