摘要:随着素质教育以及新课改的逐步推进,物理教学受到了越来越多的重视,而其中的动量守恒定律,作为整体物理教学当中最重要的内容之一,有着极其抽象、复杂的具体特征,使得学生在学习过程当中,通常会将其与牛顿运动定律混淆,无法理解其中的主要含义。因此,文章首先对动量守恒定律基本概述加以明确;在此基础上,提出动量守恒定律教学中的难点问题探讨,以求能够帮助学生更好的理解和掌握动量守恒定律,进一步提升整体教学质量以及教学效率。
关键词:动量守恒定律;教学难点;问题探讨
引言:动量守恒定律作为物理学科中的难点之一,许多学生在进行相关知识的学习后,却并不能够有效运用动量守恒定律来解决相关问题,而产生这一现状的主要原因就在于学生并不能完全理解动量守恒定律的具体内容。因此,在动量守恒定律的教学当中,应当注重对于其中难点问题的教学,使得学生能够明确动量守恒定律的成立条件,进一步提升整体教学效率。
一、动量守恒定律基本概述
动量守恒定律,是指如果一个系统不受外力或者所受外力的矢量和为零,这个系统的总动量保持不变。在高中阶段的物理教学中,动量守恒定律主要应用于碰撞、反冲以及爆炸这三种具体情况当中,通常只对两个物体所组成的系统进行研究。并且,这两个物体的所产生的相互作用以及速度方向,都应当处于一体直线之上,而在实际高中物理教学时,应当现将主要研究对象加以明确,再将物体的始末状态进行确定,最后再规定正方向。这一过程中需要注意的是,动量是一种矢量,必须在求出其大小的同时,给出明确的方向,从而保证整体教学的完整性[1]。
二、动量守恒定律教学中的难点问题探讨
(一)动量守恒定律的矢量性以及相对性特征
动量属于一种矢量,而矢量的运算则应当符合相应平行四边形的具体法则。因此,动量守恒定律具有着明显的矢量性,而相应物体的运动通常都是按照某一参照物而言的,在同一运动过程在不同的参考物当中,所呈现出的运动状态是不同的。例如:在处于前进列车车厢中的人,气相对于整体车厢来说是静止的,但对于地面来说,却处于一种运动状态。因此,在对动量守恒定律进行应用的过程中,必须要选择相同的参考系,而通常所采用的参考系一般为地球[2]。
(二)多个物体系统中的动量守恒问题
在高中阶段中,进行动量守恒研究时一般以两个物体为参考,但其中也存在着多物体动量的问题。在对这种问题进行处理时,必须要注重系统物体的合理选取,挑选出更加合理的研究对象,并找出物体的始末状态,从而将动量守恒方程式列出并及时求解。
例如:如果某人处于静止水面上的小船中,并练习射击技术,在全部子弹打光后,小船会运动多少距离?在对这一问题进行解答时,可以看出其属于明显的反冲类型,子弹每次射出,就会使得小船退后一点,在子弹击中靶子时,运动才会逐渐静止,如果小船以一种稳定的速度匀速后退,则船与子弹之间所组成的系统满足能量守恒定律,如果规定子弹的方向为正方向,就可以通过动量守恒定律进一步求出小船运动的总体距离。
(三)平均动量守恒问题
如果在已知系统当中,不受任何外力影响或是合外力为零的具体情况之下,就可以根据能量守恒定律明确这一系统当中能量守恒的全过程,这就使得系统在全过程当中的平均动量也满足相应的守恒条件。针对当前考察次数最多的两物体系统运动的动量守恒问题,如果物体在进行作用前处于一种静止状态,通过能量守恒公式就能够得知这两种物体的作用时间相同,即可得到平均动量守恒推论。例如:一个热气球重量为200kg,其中乘坐着一名体重为50kg的游客,热气球停留在距离地面20m的空中,下面悬挂着一根绳子,如果游客想要通过这根绳子缓慢下滑到地面之上,则这根绳子的具体长度为多少?在对这一问题进行解析时,可以将游客的下滑过程与热气球看成一个相关系统,同时,这一系统所受到的合外力几乎为零,完全满足动量守恒定律。在对照相应的平均动量守恒推论,两个物体在进行相互作用前处于一种静止状态,在进行作用后的运动时间以及作用时间相同,且速度以及方向都处于一条直线之上,则可以根据平均动量守恒推论,进一步得出这根绳子长25m[3]。
结论:动量守恒定律是自然界普遍适应的基本规律之一,宏观、微观都可适用。利用动量的观点解决问题是高中物理的重要的解题方法之一,应用非常广泛。如碰撞、反冲及天体物理中的“三体问题”等,动量守恒定律也更能够体现它简单、方便的优点。动量守恒定律作为高中物理选修课(人教版)的重要内容来学习,可以加深学生对物理基本体系的了解,掌握研究问题的方法,提高解决问题的能力。另外,这部分知识也是高考的重要高频考点,在整个高中物理体系中是不可或缺的一部分。??
动量守恒定律作为目前高中物理教学的关键内容之一,不仅能够有效提升学生的物理知识,在实际生活当中也有着十分广泛的应用。同时,动量守恒定律的相应应用问题还包括着完全非弹性碰撞、完全弹性碰撞以及爆炸等,甚至还会将牛顿运动定律与能量守恒定律进行有效结合,从而开展综合考查。因此,想要将动量守恒定律的教学质量以及教学效率加以提升,就应当针对其中的重点问题进行主要讲解,同时在实际教学过程中,还应当不断总结探索,从而加大学生对于动量守恒定律的理解程度。
参考文献:
[1]唐建勋.聚焦核心素养,追寻真实逻辑——以“动量守恒定律”教学为例[J].物理教师,2018,39(12):19-22.
[2]陈桂宏.动量守恒定律问题解决技巧探究[J].成才之路,2018(33):63.
[3]张娜.以培养核心素养为导向的“动量守恒定律”教学初探[J].物理通报,2018(09):41-43.