阐述动量动量守恒理由类型再探生

摘要：动量守恒问题是物理学中很重要的问题，在多年的教学过程中笔者总结了三类学生反映的难点问题，具体分析了这些问题的求解思路和注意事项。
关键词：动量守恒；归类；解题思路
定西市教育科学规划课题研究成果（课题编号DX﹝2012﹞GHB94）
动量守恒问题是高中物理的重点问题，也是学生学习的难点，笔者在文中对动量守恒问题讨论了三种类型，总结了一些规律性的知识。
第一类问题：两个物体在三次作用过程中的问题
动量守恒问题所研究的对象涉及到多个物体，最少由两个物体组成。但有这样一类问题，系统中的物体相互有三次或者多次的作用过程，由于过程复杂，造成了学生解题时的困难。所以这样的问题分析清楚过程是解题的关键所在。当然不同的过程对应不同的规律，要选用不同的公式求解。
例题1.有一个锤头质量是M的打桩机，让锤头离地高度是h，然后下落，下落后撞击在木桩上，木桩的质量是m，然后两个源于：毕业论文致谢范文www.618jyw.com
物体具有了相同的速度，这个过程的时间是可以忽略不计的。最后木桩深入土地S后速度减小为零，求木桩在下落的过程中受到了多大的泥土对它的作用力？
解决问题：这道题目的特点是理论联系实际，解决这个问题首先要建模，也就是把实际的问题变成一个模型，这是一种很重要的能力，高考常常考查到。具体到这个问题，锤头第一阶段下落，忽略空气阻力，所以其是一个自由落体运动，这可以用运动学公式求解，也可以用动能定理或者能量守恒求解：，解得。第二运动阶段是锤头和木桩的撞击过程，肯定二者最后具有了共同的速度，而题意中作用的时间可以不加以考虑，这句话的意思就是说内力很大（根据动量定理），也就是外力远远小于内力，这样外力是可以不加考虑的，符合动量守恒的条件，所以运用动量守恒定律公式可得到：求得。运动的第三阶段是锤头和木桩一起插入土地中，由于地面的阻力可看成是一个恒力，而这时物体只受到两个力：重力和阻力，阻力大于重力，物体做减速运动；而这两个力都是恒力，所以合外力也是恒定的，当然加速度也是恒定的，物体做匀减速运动，最后速度减小为零。运用动能定理得到：所以 。
第二类问题：“碰撞类”问题
在物体发生碰撞时，作用时间往往极短，而且物体的运动状态发生了很大的改变，根据动量定理，这时的内力往往大于外力，所以外力可不计，这样就满足了动量守恒的条件。所以用动量守恒解这样的问题是动量守恒定律的一类重要应用。
例题2.在光滑水平面上有两个在同一方向运动的小球，设为甲、乙，甲的动量是，乙的动量是，在运动过程中，甲逐渐追上乙并发生碰撞，碰撞发生后球乙的动量变化为，那么这两个球质量之间存在的关系是（ ）
A m1=m2 B 2m1=m2 C 4m1=m2 D 6m1=m2
解决问题：首先甲能从后面追上乙然后发生碰撞，可以肯定的是甲的速度大于乙的速度，所以可以得到这样的关系：，也就是；然后发生碰撞时据前面所述两物体的总动量是守恒的，就可以得到，也就是：；同时在碰撞的过程中动能只有损耗，是不可能增加的，这时在碰撞的过程中把一部分的动能转化成了内能，因为只有在理想化的弹性碰撞过程中没有把动能转化为内能，动能才是不变的，综合这两种情况可以得到这样的式子：，解之得：。综合上述三点，这个过程必须同时满足这三个式子，所以最后得到答案C是正确的。学生的错误往往是只考虑其中的一点或者两点，没有考虑全面导致错选。
第三类问题：一个物体在另一个物体上滑动时的问题
这类问题是一种很常见的模型，打入木块也是这种模型的一种变形。这个模型的难点首先是一个物体在另一个物体上滑动时，下面的物体也在运动，这样上面的物体就具有了对地速度，下面的物体也就具有了对地速度，而且这两个物体还有相对速度。这三个速度各不相同，当然它们之间也有关系，这两个物体的位移也有类似的规律。这样就使问题变得复杂，学生也难于理解。其次，两个物体在运动过程中各做什么样的运动，它们的受力是什么样的，也是一个难点。因为摩擦力的方向总是与相对运动或相对运动趋势的方向相反，而学生往往理解成了和运动方向或运动趋势方向相反，以致弄错了摩擦力的方向，也就分析不清楚物体的受力，更弄不清物体的运动，这里是一个难点和易错点。再次，两个物体最后有没有共同的速度，这也是一个问题，有的题目中没有明确说明，需要我们去计算确定，这是不容易的，有没有共同的速度选用的规律是不一样的，所以弄清楚两个物体最后有没有共同速度也是很有必要的。而要做到这点，对学生的要求也不低，这需要对学生进行长期训练，总结规律才能达到。
例题3.在光滑的水平面上，放着一个长是L，质量大小是M的长木板，在长木板的上面放了一个质量大小为m的可看成质点的小木块，这个木块放在木板上面的最右端，而且它们的质量满足关系。现在我们给这两个物体一个速度，这两个速度满足关系：大小是相等的，但方向在同一条直线上反向，让小木块的速度向左，木板的速度向右。这里说的速度都以地面为参考系。
（1）我们给两个物体的速度大小是v0，那么最后这两个物体向什么方向运动，速度大小是多少？
（2）如果不知道刚开始运动的速度，那么从地面上来看小木块运动到最左边时位移是多少？
解决问题：根据题意，两个物体具有共同的速度，所以这是一个完全非弹性碰撞的问题，地面是光滑的，所以没有摩擦力，系统所受的合外力为零，满足动量守恒的条件。由动量守恒定理得到：，解之得：，由上式得到V的方向与木板的初速度V0的方向相同，是向右的。
根据能量守恒定律对整个物体系统列式：
对小木块单独列式，解方程可得到：。
本文中笔者讨论的这三类问题都是高考中的重点和难点，希望通过以上的讨论总结解题思路，系统化知识网络，对以后的高三复习教学有所帮助。