裴強

動量守恒定律是自然界中客觀存在的一條基本規(guī)律，它并不是由牛頓運動定律推導(dǎo)得出來的，它實際上是一條實驗定律，同時它比牛頓運動定律有著更廣的適用范圍。從物理學(xué)史看，動量守恒定律也是早于牛頓運動定律發(fā)現(xiàn)的。

我們在運用動量守恒定律解決實際問題時，只需要考慮物體相互作用前后的動量，而不用考慮物體相互作用的過程，因此它能夠很好地解決由于作用力不好確定而不可應(yīng)用牛頓運動定律解決的一些問題。這也正是動量守恒定律的優(yōu)點，同時也為我們提供了一種新的思路和方法來解決力學(xué)問題。但是學(xué)生在學(xué)習(xí)中有時會由于理解動量守恒定律不到位而會導(dǎo)致出錯，下面就將動量守恒定律的幾點思考列舉如下。

一、系統(tǒng)所受合外力的沖量為0，系統(tǒng)的動量會守恒

1.對動量守恒含義進(jìn)行對比分析

根據(jù)中學(xué)的動量定理的表達(dá)式，質(zhì)點所受合外力為0時，則有mv2=mv1。由于在這個過程中初末動量相等，學(xué)生常常會把動量的不變認(rèn)為是動量的守恒，但是從物理學(xué)的動量定理的表達(dá)式來看，在Δt內(nèi)合外力F=0，有mv=恒量。因此動量守恒，不僅要求質(zhì)點的末動量和初動量相等，而且還要求在質(zhì)點在運動的整個過程中，質(zhì)點任一時刻的動量都要保持不變。

2.對動量守恒條件進(jìn)行對比分析

二、在應(yīng)用動量守恒定律時應(yīng)如何選擇參考系

在應(yīng)用動量守恒定律計算系統(tǒng)的總動量的時候，系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點的動量必須是相對于同一慣性參考系的。關(guān)于這一點，學(xué)生往往會搞錯，請看下面的這個例題。

在靜止的水面上有一質(zhì)量m1=120kg的小船，船上站立一質(zhì)量m2=60kg的人，船長L=8m，最初人和船靜止。如果人從船頭走到船尾，船將后退多少距離？（水的阻力忽略不計）

三、解決豎直方向的打擊問題，重力是否可以忽略

在教學(xué)中有這樣的一道例題：在用鐵錘擊打釘子時，知道打擊時的速度、打擊的作用時間和鐵錘的質(zhì)量，求鐵錘在豎直方向上對釘子的平均作用力。本題剛開始忽略了鐵錘的重力，只考慮鐵錘對釘子的平均作用力。結(jié)尾又將打擊力和鐵錘的重力進(jìn)行比較，結(jié)果重力僅僅為打擊力的2%，說明我們在計算打擊的平均作用力時，是可以不用考慮鐵錘所受重力的。因此也使得很多學(xué)生認(rèn)為解決這類問題，物體所受的重力都可以忽略不計。

其實，在這類問題中重力的忽略是有限制條件的。根據(jù)動量定理Ft=p'-p可知，在豎直方向上進(jìn)行打擊時，物體的動量變化p'-p是一有限量，但是當(dāng)相互作用的時間極短時，F(xiàn)將是一個很大的量，這時物體所受的重力是可以忽略不計的。此外，如果物體具有很大的初動量，比如說鐵錘下落的距離很大，鐵錘擊打釘子的速度很大，那么，動量的變化量p'-p也會很大，這個時候作用力F將會很大，重力是可以忽略不計的。但是除了這兩種情況外，重力是不可以忽略不計的，應(yīng)用動量定理時，作用力F中應(yīng)包含重力。

近代的理論分析和科學(xué)實驗探究都表明：在自然界中，從小到如中子、質(zhì)子等基本粒子間的相互作用，到大到天體間的相互作用，都會很好地遵循動量守恒定律。因此，動量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的客觀規(guī)律之一，另外，它還有著比牛頓運動定律有著更廣的適用范圍。

編輯 劉瑞彬