高中物理动量守恒定律教学策略

高中物理动量守恒定律教学策略

方可

浙江省金华市第六中学

摘要:动量守恒定律作为高中物理教师在开展教学期间学生们需要学习的重要内容,同时也是物理教学的重要知识点。但是在实际的学习过程中,由于这一知识点存在着抽象性和综合性的特点,对于学生们的理解能力有着极高的要求,并且这一教学内容与牛顿力学定律有着一定的相似性,很容易导致学生们在学习的过程中产生混淆,不能灵活地在动量守恒定律及牛顿运动定律之间切换。因此为了促进高中学生们在学习动量守恒定律期间成绩的提升,本文主要对动量守恒定律教学中的难点问题进行了相应的探究,从而为高中物理教学的持续推进提供更多的帮助。

关键词:高中物理;动量守恒定律;教学策略

动量守恒定律是指在一个不受外力或者所受合外力为零的系统中,该系统的总动量保持

不变,是高中学生在学习物理知识期间需要学习的重点知识,而爆炸、碰撞及反冲这三种情况,则是高中阶段学生们需要研究的重点内容。学生们进行这一课程内容的研究和学习期间,教师一般只引导学生们研究两个物体组成的系统,且两物体相互作用前后的速度方向均处于同一直线上。但是在实际的学习过程中,由于动量守恒定律存在着诸多难点问题,导致学生们的学习受到了一定程度上的影响,需要教师结合学生们的实际情况做好教学工作。

一、高中物理动量守恒定律学习的重要性

动量守恒定律的知识包含了受力分析和动量学知识,综合性强、综合难度大,对同学们的学习能力以及学习技巧有很高的要求。在学习动量守恒定律时,可以从力学方面和动量学方面这两处入手,弄清楚物体运动过程中力学知识和动量守恒定律间的相互关系,找准学习动量守恒定律的切入点。有一部分同学在学习动量守恒定律时,对定律的本质不能彻底理解,往往采取死记硬背的方式,实际解题过程中不能活学活用,很难取得好的成绩,不利于对动量守恒定律的学习和掌握,另外,这也会降低了同学们对物理的学习兴趣,产生抵抗情绪,严重阻挠了物理知识的学习。

二、高中物理动量守恒定律教学探讨

(一)关于动量守恒定律的位移问题

在研究动量守恒定律的应用中,碰撞与爆炸及反冲一样都是其中需要研究的重点内容。而要想让学生们在学习的过程中对于相关知识拥有充分的了解和认识,需要学生们在学习期间必须清楚碰撞的特点。物体在碰撞过程中,由于二者之间相互作是在极短的时间内完成的,物体由于惯性在极短时间内(△t→0)位置来不及发生变化,因此物体在碰撞中的位移为零。所以在碰撞中如果多个物体之间受到了运用的影响,只有直接接触且发生碰撞的两个物体间才有动量转移,即二者动量守恒,而第三者不参与此次碰撞。

例如,将a、b、c三个小球以排成一条直线的方式放置在光滑水面上,其中球a和球b静止且靠在一起,而球c则以速度v0射向它们。若三个小球在碰撞中无机械能损失,则碰后三个小球的速度分别为多少。根据上述内容可知,球a和球b发生碰撞时间极短,因此球b被撞之后的位置不会产生多大的变化,表明球b与球c之间不会发生作用力。因此,球a与球b发生弹性碰撞,且质量相等,因此它们在碰撞中无机械能损失,所以它们实现速度传递,球a停止运动,球b以速度v0碰撞球,再次作速度传递,从而最终得出V1=V2=V3=V0这一结论。

(二)关于平均动量守恒的问题

若整个系统在实际的运动过程中完全不受到外力的影响,或者存在着合外力基本为零的情况,则表明该系统在运动过程中所呈现的动量守恒定律为全过程动量守恒并且在全过程中的平均动量也符合实际的守恒条件。其中在动量守恒定律之中,碰撞及反冲是整个高中阶段对学生们进行考察期间考查最多的两物体系统的动量守恒问题,若二者在相互作用前均处于实际的静止状态,则作用后二者均会处于正向的运动状态。若以动量守恒公式对这一结果进行纪录,将二者比作m1和m2,则可得出这一动量守恒公式。且由于二者之间拥有着相同的作用时间,还可以根据上述的关系式得出m1s1=m2s2这一平均动量守恒推论。而这作为动量守恒定律教学中的难点问题,需要学生们在学习的过程中提高重视,并且投入更多的精力进行相关知识的学习。

为了让学生们在学习的过程中对于所学知识加深印象,教师可以根据教学内容为学生们列举一道题目。例如,一对新人准备乘坐热气球在婚礼现场宣誓婚礼,为保证新人的安全,工作人员为其准备了重210千克的热气球。已知二位新人的体重一共为160千克,热气球停留在距离地面25米的地方,并且将一根质量可以忽略的绳子悬挂在气球下方。为保证新人能够顺利从热气球上缓慢下滑至地面,工作人员需要准备多长的绳子?教师在指导学生们进行这道题目的解答时,需要指导学生们将新人与热气球可以看成一个系统,并且满足动量守恒定律。而新人与热气球在受到动力的作用前均保持在静止的状态,作用后不仅均保持在运动的状态,并且在作用时间和速度方向上也处于相同的环境内,故可以应用平均动量守恒推论。因此在进行问题的解答时,可以将M、m、L、h以及L-h分别设置为热气球的质量、游客质量,绳子的长度、新人下滑的高度以及气球移动的距离。进而结合m1s1=m2s2这一平均动量守恒推论,可得M(L-h)=mh,L=(M+m)/m*h=(210+160)/160*25,最终得出绳子的长度约为h=57.81米。

三、结语

总而言之,动量守恒定律作为高中物理知识中的重要内容,在这其中拥有较多的难点知识,对于学生们在学习的过程中自身的理解能力有着极高的要求。不过由于这一知识点在学生们的实际生活之中较为常见,因此为了帮助学生们加深对于所学知识的理解,能够充分掌握关于动量守恒定律的位移问题以及平均动量守恒的问题,就需要教师在实际的教学过程中继续探索、不断总结。只有这样,才能进一步的促进学生们物理知识水平的提高。

参考文献:

[1]颜开.高中物理动量守恒定律新解[J].湖南中学物理,2014,29(01):67-68+51.

[2]王光宇.高中物理动量相关知识的教学研究[D].苏州大学,2008.

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