动量与能解题策略课程.doc

动量与能量解题策略 一?基础知识 1?动量 a?动量公式: b?动量守恒的条件:如果系统不受外力或所受外力为零,则系统动量绝对守恒,也就是动量在任意方向上守恒;如果系统只是在某一方向上合力为零,则系统只在该方向上动量守恒? c?动量守恒的近似:有时,系统所受人合外力虽然不为零,但系统的内力远大于外力,系统的动量可近似看也守恒,比爆炸,碰撞等? d?动量是矢量,由动量所组成的式子是矢量式,要特别注意式中各物理量的正负号?通常可假设物体的初速度V0为正方向,与V0方向相同的量取正号,与V0方向相反的量取负号;解出某理量的结果后,如其值为正,则该物理量的实际方向与假设方向相同,如其值为负,则该物理量的实际方向与假设方向相反? e?对于爆炸?碰撞等问题,利用动量守恒定律往往可以很容易得到爆炸?碰撞前后各作用物体的速度关系,再配合作用过程的能量关系,就可以顺利解出各物体速度值? f?动量守恒什对作用系统而言,而组成系统的物体可能为两个或多个,此时选好系统是解题的关键,因为选择的系统不同,系统所包含的作用物体不同,系统的动量守恒方程也不同,解题的难易程度也不同;通常,系统的选择可根据以下原则: 1)满足动量守恒条件或近似条件? 2)包含解题的关键对象,或研究的重点对象? 3)系统在满足以上条件的情况下所包含的对象越少越好? 2?能量 a?能量包含多种形式,如动能:;重力势能:;电流产生的热能:;弹性势能:等,虽然能量的形式式种多样,但能量的本质是一样的,各种形式的能量都是不生不灭,只能从一种形式转化到另外一种形式,它们在物理学中的单位都一样,所以能量之间可直接采用加?减法建立等式系,这对于建立物理量之间的关系方程是非常方便的? b?能量与运动是贯穿高中物理的两条最重要的主线,因为几乎所有物理现象都会伴随能量的变化,抓住能量不生不灭的特点,可以很容易得到整体或局部相互作用过程的能量关系式,从而建立物理量之间的等量关系,再与其他关系式联立,便可顺利求解物理问题?比如:如两个物体的碰撞问题? c?关于机械能守恒的另一种解释 我们知道,如果只有保守力做功,机械能守恒?所谓的保守力,最典型的莫过于重力,只在重力做功的情况下,系统只存在动能和重力势能之间的相互转换,机械能总量保持不变,即,具体如下图所示?但如果换一个角度,把重力看成一般力,从状态1到状态2的过程便可以看成在重力的作用下,物体的动能增加,重力做了多少功,物体便增加了多少动能?重力所做的功为,而物体动能的增加量可以表示为,整个过程是因为重力的作用导致物体动能的增加,根据能量不生不灭的特点,可知,即,调整后可得,也就是说,从某种意义上讲,重力与其他形式的力并无区别,由此抛开机械能守恒的条件,将重力等同于一般力看待,并认为力做功是导致物体动能增加的原因,便可以根据能量关系建立等式? 通过这一视角变换,就可以将所有形式的力通过能量的形式联系起来,摆脱机械能守恒的局限性,将各种处理方法以一种简单的方式统一起来? 二?基本观点 解决力学问题三大策略:牛顿第二定律?动量?能量?这里所指的动量本来应该是广义上的动量,也就是动量定理,而在新课标中一般指动量守恒,动量守恒定律只不过是动量定理的特殊情况,因为新课标已不再强调冲量的概念;而能量也不是机械能守恒,它是以功为量度的各种各样形式能量的总称,而机械能守恒只是能量转化的一种特殊情况?比如力对位移的积累,电流通过导体时所做的功,重力所做的功等,这些不同形式的能量当量相同,可以直接比较?加减,因此通过不同形式能量的比较?加减,可以方便地建立物理量之间的关系方程?尤其是爆炸?碰撞?带弹簧物体间相互作用等问题,作用过程复杂,受力情况复杂,要利用高中所学的力学知识进行分析是不可能,这种情况往往采用动量定理建立各作用对象之间速度关系,再根据题目给出的能量关系建立能量方程,便可顺利求解? 三?两种常考模型 1?“滑块——木板”模型 这一问题是动量和能量综合应用之一,由于滑块与木板之间通常存在一对相互作用的摩擦力,这对摩擦力使滑块?木板的动量发生变化,也使它们的动能发生改变,但若将两者视为系统,则这对摩擦力是系统的内力,它不会影响系统的总动量,但由于要克服摩擦力做功,系统的机械能会损失,所发解决这一问题时通常需要列写动量方程和能量方程?需要注意的量,滑块的位移相对复杂多变,当问题涉及滑块位移时,应画出运动示意图,以便能正确确定滑块的位移? 2?“弹簧联体”模型 由弹簧连接的两物体相互作用时,不但动量守恒,而且系统的总能量也守恒,物体之间相对位置改变引起弹簧发生形变时,便有部分相械能转化成弹簧的弹性势能,但系统的总能量保持不变?在相互作用过程中,弹簧拉伸到最长或压缩到最短时,两物体有相同的速度,这时弹簧中储存的能量最多,系统的动能最小?这一类问题同样依赖动量和能量之间的