探究高中物理动量守恒的教学与常见问题解决

作者:未知

  【摘 要】 动量守恒定律知识的学习是高中物理运动学的基础部分,对于整个高中的物理学习都有着较强的关联性和影响性。作为初步接受更深层次物理知识的高中生,对动量守恒定律及其相关知识进行深刻系统的学习认识是十分必要的。本文着手于高中动量部分的教学研究,探究如何在课堂中带给学生更多科学的物理知识,并且使学生更好地理解应用这些知识,本文从实际教学经验对当前动量教学中的一些问题误区做出简要解析,以供参考。
  【关键词】 高中物理 课堂教学 动量守恒
  动量守恒部分的知识是高考的必考内容,每年的试题中都会占有很大的分值比例。同时动量守恒在生活中也发挥着独特的作用,不仅在人们能看到的碰撞、运动行为中,也发生在人们看不到的微观运行和能量转变当中。动量守恒的应用领域广泛,但是仍存在一些使用的局限性和条件限制,因此虽然表达方式多变,具体使用中仍要注意,教学过程中也要尤为重视这一点。本文旨在引导学生探讨动能定律学习中更深层次的含义,改正过去的不当认知,学好动量守恒,应用动量守恒。
  一、使学生理解到动量守恒学习的实际意义
  动量的发现定义到动量守恒定律的提出,这个过程中发挥着不可忽视的重要作用的人是伽利略。伽利略曾经在实验室中完成过一次独特的打击实验,用锤子敲打铁球,被悬挂起来的铁球在收到大小相似的力度打击时,所震荡的高度不相同。伽利略考虑到球的质量大小不一,但是并没有在之后的研究中更进一步探索,外界因素的可能影响也随之被忽视。许久之后,另一位物理学家笛卡尔也注意到了这一问题,并搜寻了伽利略所存有的研究数据,在他的基础之上,更加完善和明确了动量的守恒概念,以及这一概念对物理发展的意义。当今,对动量守恒的更深层次研究探索却仍然具有实际意义,符合时代趋势的发展,也是人们追求更好生活过程中的一项助力。
  首先动量守恒概念的发现提出和定义,为后续物理学的研究跟进提供了可能的机会和研究方向,并在一定程度上为物理学科知识领域的扩展提供了帮助。其次,高中物理的难点重点教学内容中,动量守恒一直都是其中的常驻知识,课堂中的详尽讲解使学生更加了解动能定律相关内容,对物理学习更有自信心。此外动量守恒源于生活的物理知识,与现实生活有着密切关联,学好动量知识,更方便学生理解事物本质,体会物理学的魅力。
  二、概括动量守恒主要内容
  1. 简要介绍动量守恒定律
  动量守恒定律的介绍可以简述为,同一个物理系统当中,只存在两个物体,质量一定,研究物体之间发生的某种相互作用。如果其中一个物体发生了运动变化,那么质量不变,另一个物体也会随之发生变化,并且量物体发生动量的变化差值数值相等。可以得出这样的结论:某个独立的不受外力影响作用的系统当中,所存在的其中一个物体发生动量的改变,其他物体也会一起发生改变,以保证系统整体的动量之和是恒定的。
  动量守恒也有一些其他表达,除了数值上的比较,系统中发生运动变化前的物体动量也可以和发生运动后的动量做出比对;系统中两个物体之间的相互作用都发生在相同的水平线上,系统中一個物体的动量增量等于另一个物体的动量减少量等。
  2. 动量守恒应用条件
  动量守恒的应用有限制性,所以对其成立条件要在课堂中刻意强调:独立的系统中可以发生相互作用的研究物体,系统不受外界因素影响,即使受到外力作用,也要使其各个矢量相加为零,这样的成立条件作为前提才可以考虑应用动量守恒。
  动量守恒成立后,还要分析动量守恒可应用的范围,速度相对较低的宏观现象,平常眼睛观察不到的微观场景,都可以直接应用,另外发挥作用的力性质明确和作用方式繁复的物理体系也可以进行应用。它的应用本质即是独立系统中的两个或者多个研究对象在各种情况下忽视外在因素,保持动量总数值不变。但是这个系统中单独的某个研究对象,并不依从动量的守恒。
  三、动量守恒常见问题分析及解决
  动量守恒的研究常常是基于一个整体的系统,或是在忽略外力的情况下进行研究。动量课程讲述中,常见的问题可以从以下几个方面进行思考解读:
  一些复杂的题目中,除了动量知识还会涉及到机械能的部分内容。此类题目是练习与试卷中的高频题目,遇到后最好保持良好的心态,不要慌乱。首先分析题目中所构建系统整体的受力情况,有无外力,外力的矢量分布是否抵消为零等,这是对动量守恒定律应用的前提判断,也使学生对题目内容有了初步了解。特殊情况下,学生可以尝试从水平或竖直当中的某一方向进行判断,某一方向上的合外力作用效果为零,同样可以使用动量守恒。
  一些题目为了增加难度会在题目中制作干扰条件,比如对速度选项进行模糊,用相对速度代替原本的绝对速度。以地面作为参考系和以运动的物体作为参考系,直接造成运算结果的偏差。所以题目中速度要明确,单位也要注意,防止出现公式定理掌握较好,不能答对问题的现象出现。
  对于题目中的惯用条件保持敏感。我们都知道自由下落提示自由落体公式,同样动能守恒定律也有其常用的条件场景,比如一个运动物体去撞击另一静止物体,或者某物体在空中发生爆炸分裂成两个物体进行运动等,这样的问题要首先想到动量定理,然后去阅读题目条件分析其是否成立。
  四、结束语
  总之,动量守恒不仅是课本中的重点道理,也是我们生活中的常用内容,碰撞、运动、速度的变换是游戏场景中常见的环节,也是影视作品中用于吸引人们眼球的刺激场景。高中课堂中教师帮助学生构建出完善的动量知识体系,使其意识到动量学习的价值意义,对其以后的学习和生活都会有很大帮助。
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