浅析动量守恒定律教学与生活
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【摘 要】分析了物理学与生活的紧密联系，列举了我们比较熟悉的一些运用动量守恒定律可以解释的日常现象的研究。
【关键词】物理;生活;动量守恒定律;探究
中图分类号： G633.7 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）11-0152-001
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.071
0 引言
《大学物理》这门课程是大学理工科类的一门基础课程，是专业基础课和专业课的基础，也是科学与工程技术应用的基础。通过该课程的学习，学员可以了解自然界中物质的结构，相关性质，相互作用及其运动的基本规律，进而为其后续专业基础与专业课程的学习奠定基础。大学物理与我们生活息息相关，与我们的科技发展联系紧密。学好物理可以帮助我们解释物质世界的现象，阐述日常生活中一些现象的基本规律。
1 物理与生活联系紧密，研究日常现象的必要性
我们对物理的认识一般都停留在我们要对宇宙的基本性质要了解，而这些是要建立在质量、能量、电荷、磁场等概念之上的。这些概念对我们来说太抽象了，我们往往不能直接感知。如果我们在物理教学中渗入生活，从研究日常现象入手，用日常经验来提出问题、引入相关概念并通过课程实施来进行实践教学，由于所讨论的问题是我们熟悉的具体事例，那么这些事例就会激发学生对事物如何运转的好奇心，同时这种好奇心又会推动学生去探究事例背后包含的物理学原理、相关概念。如果学生可以通过课堂教学能清晰地解释相关的日常现象， 那对于一些抽象的概念也会更有信心。有了熟悉的事例，熟悉的模型，学生就会在这个坚实的基础上建立相关的概念，脑海里也会有相应的模型，也会很容易理解其物理含义。
2 浅析动量守恒定律教学与生活
在物理教学与学习过程，经常会有学生有这样的疑问：我们为什么要学习物理，物理与我们生活有什么关系？我们在日常生活中是否能看到物理相对应的模型吗？哪些物理原理跟生活中的哪些日常现象相对应，可以解释这些现象？以下我们就浅析动量守恒定律的教学与生活。
就以学生都很熟悉的生活细节说起，我们在打台球过程中有很多物理基本概念和基本原理的渗入。打台球时台球的相互碰撞刚好跟我们教学过程中所讲的两个小球的碰撞类似，在物理教学实施过程中完全可以把两个没有任何角色的小球转化成台球当中的两个小球来讲解，这样学生就会对物理模型有更深刻的印象。台球在相互碰撞时只失去很少的能量，它们的碰撞基本上是弹性的，因此在台球的大多数碰撞中，动量和动能是守恒的。
我们可以分析一种最简单的台球的碰撞，白色主球与第二个球正面相碰，第二个球在被击中前是不动的。我们忽略球的自旋因素的影响，假设两个小球的质量相同，根据动量守恒定律，m1v1=m2v2，m1=m2，∴v1=v2。这也就说主球撞击后便停了下来，而第二个球则以主球在碰撞前的速度向前运动，两个小球的动量发生了交换。其实这个过程也满足动能守恒，主球在碰撞前有动能 mv2，碰撞后，主球的速度和动能变为0，但是第二个球的动能增加为 mv2，它的质量和速率与主球在碰撞前相同。因为动量和动能都守恒，主球会停下来，第二个球会以主球在碰撞前的（下转第179页）（上接第152页）同样动量和动能向前运动，这是很多玩过台球的同学都熟悉的效应。如果在教学过程中或物理学习的过程中渗入学生比较熟悉的场景，学生学习的兴趣会在很大程度上有所增加，学习的效果也会大大的提高，对相应的物理概念和物理模型的印象会更深刻。
学生更为熟悉的一个动量守恒的生活事例就是两个滑冰者面对面站着，他们用手互相推一把，假设冰面的摩擦力可以忽略，对于两个滑冰者，竖直向上的冰面的支持力与竖直向下的重力大小相等，方向相反，彼此互相抵消。因此，我们知道系统在竖直方向上没有加速度，水平方向的推理大小相等，方向相反，因此对于两个滑冰者组成的系统，所受合外力為0，动量守恒定律适用。首先假设两人在互推之前都处于静止状态，则初状态系统的总动量为0，因动量守恒，那么两人互推之后系统的总动量应仍为0。因此我们可以得出互推之后两个滑冰者将以大小相等、方向相反的动量运动。在互推之后，两名滑冰者向相反的方向运动，其动量的大小相等，但他们的速度不一定相等，因为动量P=mv，所以如果两名滑冰者的质量相等，则互推之后的速度相等;如果他们的质量不等，则质量较小的滑冰者具有较大的速度，质量较大的滑冰者具有较小的速度。
动量守恒定律其实在我们生活中很多事例中也都有体现，比如说交通事故，两辆车的碰撞。假设一辆质量较大的车与一辆质量较小的车同向行驶并发生碰撞，无论是大车在前还是在后，碰撞之后小车的破坏都比大车严重。
不仅仅是动量守恒定律，物理学与我们生活联系非常紧密，它可以解释很多自然现象和日常现象。在解释生活中的一些日常现象时，如果你能运用物理学中的基本概念和物理学原理就会变得很容易理解。物理教学过程中渗入生活和日常现象可以帮助我们了解并解释我们熟悉的一些现象，使相关的物理概念和原理变得生动具体。同时可以提高学生学习物理的兴趣。
【参考文献】
[1]康颖.大学物理[M].北京：科学出版社，2015.作者简介：郭玉（1989.02—），女，助教，从事大学物理教学与科研工作。
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