冯艳
河南省商丘市第一高级中学
摘要：机械能守恒和动量守恒定律属于高中物理学习中的重要内容，是帮助学生学好力学的关键所在。但是，由于这两部分内容较为复杂，使得多数学生望而却步，如果学生掌握相应的学习方法，将会化繁为简，进行熟练掌握和灵活运用。因此，文章对高中物理机械能守恒和动量守恒定律的学习方法进行探究。
关键词：高中物理；机械能守恒；动量守恒定律；学习方法
引言：
机械能守恒和动量守恒定律不仅是高中物理知识体系中的重、难点内容，还是高考的高频考点，如果学生掌握了二者的学习方法，可起到事半功倍的作用，做题中遇到的问题将会迎刃而解。因此，教师进行课堂授课时，除了要详细讲解基础理论知识和重点公式法则外，还要引导学生探究学习方法，帮助学生攻克难关，促进物理成绩和物理思维的提升。
1.机械能守恒定律的学习方法
解读机械能守恒定律的概念了解到，它综合了力学的内容和能量定理的内容，具有较强的综合性和复杂性，学生学习有关内容时，缺少理解，死记硬背涉及的定律和公式，导致学习效果不尽如人意，长此以往，就会失去学习信心。这时，需要教师对学生进行引导，和学生共同探究学习方法。
1.1从能量守恒角度进行分析
学习机械能守恒相关知识，探究有关问题时，可从节能的角度进行分析。综合考虑系统中固定的势能和动能，掌握变化趋势和发展状态，从势能与动能相互之间的能量转化分析相关问题。
例题1：如图1-1所示，光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切，圆轨道半径R=0.4m，一小球停放在光滑水平轨道上，现给小球一个V0=5m/s的初速度，求：小球从C点抛出时的速度（g取10m/s2）。
解析：由于轨道光滑，只有重力做功，小球运动时机械能守恒。即1/2mv02=mgh2R+1/2mvc2 解得vc=3m/s
图1-1
1.2能的转化法
多物体构成的力学系统中，相互之间的内力容易发生做功，如果学生无法判断其中的做功情况，可根据题目所给出的已知量，尝试使用“能的转化法”进行计算。
例题2：质量为m的小球，沿光滑环形轨道由静止滑下（如图1-2所示），滑下时的高度足够大。则小球在最低点时对环的压力跟小球在最高点时对环的压力之差是小球重力的多少倍？
图1-2
解析：以小球和地球视为整个系统，系统机械能守恒。即mgH=1/2mvA2 …① mgH=1/2mvB2 …② 小球做变速圆周运动时，向心力由轨道弹力和重力的合力提供。在最高点A：FA-mg=m（VA2/R）…③在最高点B：FB+mg=m（mvB2/R）…④。由①③解得：FA=mg+mg（2H/R）；由②④解得：FB=mg[（2H/R）-5]。因为FA-FB=6mg，所以（FA-FB）/mg=6。
2.动量守恒定律的学习方法
动量守恒定律在高中物理学习中占据着很大的比重，是学生物理成绩的分水岭，如果学生对涉及的重难点知识进行理解和掌握，那么物理成绩将会大大提升，倘若学生学习动量守恒定律时存在困难，难以理解重、难点知识，不但会影响物理成绩，还会对后期的学习造成一定影响。因此，教师进行本章节授课时，既要详细讲解基础理论知识，又要和学生共同研究有效的学习方法。
2.1了解动量守恒定律的物理实质
动量守恒定律是对有关知识的总结，由于涉及的知识点较多，使得相关问题较为复杂，这就要求学生清楚了解动量守恒定律的物理实质内容，即忽视所有内力；系统内各质点的相互作用内力是成对出现的，彼此的关系是大小相等、方向相反；作用时间相同时，内力冲量的矢量之和等于零。
例题3：质量m1=10g的小球在光滑的水平桌面上以v1=30cm/s的速率向右运动，恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球。第二个小球的质量为m2=50g，速率v2=10cm/s。碰撞后，小球m2恰好停止，那么，碰撞后小球m1的速度是多少，方向如何？
解析：取相互作用的两个小球为研究的系统。由于桌面光滑，在水平方向上系统不受外力；在数值方向上，系统受重力和桌面的弹力，其合力为零。故两球碰撞的过程动量守恒。
解：设向右的方向为正方向，则各速度的正、负号分别为：v1=30cm/s，v2=10cm/s，v’2=0。依据动量守恒定律得出：m1v1+m2v2=m1v’1+m2v’2 ，即10×30-50×10=10×v’1+0，解得v’1=-20cm/s。
即碰撞后球m1的速度大小为20cm/s，方向向左。
2.2确定动量守恒定律的适用范围
虽然动量守恒定律在高中物理学习中占有很大比重，并且与其他知识点有着密切的联系，但其公式和定理不是万能的，而是有特定的适用范围，学生只有了解动量守恒定律适合解决什么样的问题，公式和定理应该怎样正确运用，才能在解决实际问题时保证解题速度和准确性。首先，物体不受外力作用，或者是受外力的合力为零时，可以使用动量守恒定律解决相关问题。其次，两个物体间的相互作用问题时，可使用动量守恒定律进行解决。
例题4：甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏。甲和他的冰车的总质量共为M=30kg，乙和他的冰车的总质量也是30kg。游戏时，甲推着一质量为 m=15km的箱子，和他一起以大小为v0=2m/s的速度滑行。乙以同样大小的速度迎面滑来。为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子到乙处时乙迅速把它抓住。若不计冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出，才能避免和乙相碰。
解析：甲推出箱子和乙抓住箱子是两个动量守恒的过程，可运用动量守恒求解。甲把箱子推出后，甲的运动有三种可能：一是继续向前，方向不变；一是静止；一是方向改变，向后倒退。按题意要求：是确定甲推箱子给乙，避免跟乙相碰的最小速度。上述三种情况中，以第一种情况甲推出箱子的速度最小，第二、第三种情况则需要以更大的速度推出箱子才能实现。
解：设甲推出的箱子速度为v，推出后甲的速度变为v1，取v0方向为正方向，依据动量守恒得出：（M+m）v0=Mv1+mv…（1）；乙抓住箱子的过程，依据动量守恒得出：Mv+mv0=（M+m）v2…（2）；甲、乙两冰车避免相撞的条件是v2≥v1，取v2=v1…（3）。联立（1）、（2）、（3）式，带入数据解得：v=5.2m/s。
3.结束语
综上所述，机械能守恒和动量守恒定律作为高中物理学习中的重中之重，学生除了要掌握上述学习方法外，还要养成良好的学习习惯，不要死记硬背相关定律和公式定理，而是要进行理解，同时养成随手摘抄错题的习惯，将涉及的知识点记录在旁边，以警示自己对知识点的正确运用，避免二次错误的发生。我相信，只要学生真正掌握了机械能守恒和动量守恒定律的学习方法，并且养成良好学习习惯，他们的物理成绩会得到有效提升，进而在高考时披荆斩棘。
参考文献：
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