高中物理中能量与动量守恒定律的应用范围分析.docx

高中物理中能量与动量守恒定律的应用范围分析 打开文本图片集 摘 要：能量守恒定律和动量守恒定律是中学物理学科中解决力学相关问题的两个重要规律，也是历年来高考中占比较大的考查内容，着重考查学生对两个守恒定律的理解与运用程度。本文对两个守恒定律的内涵及适用范围进行了具体阐述，以期能够为学生对于力学学问的学习供应肯定的参考与帮助。 关键词：中学物理；力学学问；能量；动量；守恒定律；应用范围 能量守恒定律和动量守恒定律是自然界最普遍遵守的守恒定律，在物理学科的力学中具有无可替代的地位，利用两个守恒定律的观点解决相关问题是学生在日常习题练习中常常会遇见的题型，无论是选择题、填空题、试验题还是大题都有涉及，许多学生在学习过程中普遍对于在解题过程中什么时候该用守恒定律，该用什么守恒定律，感到比较困惑，导致失分率较高，为此，有必要深化理解并驾驭这两个守恒定律。 一、能量守恒定律及应用范围 能量守恒定律着重于探讨各种运动形式中的能量转化。在自然界中的一切物质都具有能量，而这种能量既不能被创建也无法被歼灭，只能从一种形式转化为另一种形式。而在转化的过程中，总能量是恒定不变的。 在学习过程中可以这样来理解该定律：一方面，假如某种形式的能正在削减，则肯定会存在另一种形式的能正在增加，且削减的能和增加的能是相等的；另一方面，假如某种形式的能正在削减，则肯定会存在另一种形式的能正在增加，且削减的能和增加的能也是相等的，这也是求解相关问题的两条基本思路。 能量守恒定律包括的内容比较广泛，但在学习过程中考查比较多的是机械能守恒。机械能守恒定律在只有当重力做功时，物体的动能才能与重力势能之间相互转化，且在转化过程中机械能的总能量仍旧保持不变。但这并不是说机械能守恒定律只适用于重力做功的状况，在实际中，由于物体的运动是特别困难的，除了上述条件外，若物体所受其他外力代数和为零，则可以认为只有重力做功。 例1：如图所示，将一质量为m的物体从20m的楼层以15m/s的速度抛出，假如不计空气阻力，那么小球到达地面时速度为多少？ 分析：由于物体运动时不受空气阻力，可以看出只要物体运动满意了只有重力做功的条件，就可以利用能量守恒定律求解相关问题。 二、动量守恒定律及应用范围 动量守恒定律着重于探讨两个物体或多个物体相互作用力。假如将所探讨对象看作是一个系统，那么该系统在不受外力或是所受外力之和为零的状况下，系统的总能量始终保持不变。在实际应用中，物体间的相互作用力非常困难，必須了解动量守恒定律的运用条件及应用范围。详细来说，须要留意以下两点：在所探讨系统中，假如系统物体相互作用的内力远远大于所受外力，此时可以利用动量守恒定律解题，比如爆炸问题和碰撞问题。假如系统在某一个方向上所受的合外力投影代数和为零，那么该系统在这个方向上的重量保持恒定，也可以运用动量守恒定律。 动量守恒定律的应用范围相当广泛，例如用于求解宏观低速和微观高速的运动问题，求解两个物体或多个物体的运动问题或用于处理正碰或斜碰的物理问题，等。 例2：一辆从天津开往上海的质量为M的火车正在以速度v匀速行驶，突然其中一节火车车厢脱节，脱节的火车车厢质量为m，在牵引力不变的状况下，假如火车所受阻力与其质量成正比，那么，当脱节车厢停止运动时，火车此时速度为多少？ 分析：由于火车车厢脱节之前在匀速行驶，因此，火车所受到的合外力为零。而在脱节之后，火车与脱节车厢分别起先做加速和减速运动，但二者所受到的阻力之和等于火车牵引力，因此，火车所受到的合外力仍旧为零。由此可得，只要物体运动满意了合力为零，就可以利用动量守恒定律求解题目。 三、结语 综上所述，能量守恒定律和动量守恒定律是求解中学物理力学相关问题的两个重要依据。其中，能量守恒定律主要用于求解不同运动形式之间的能量转化问题；而动量守恒定律主要用于解决物体之间相互作用的问题，与牛顿运动定律相比，其应用范围更加广泛，且在解决问题的过程中无需考虑中间过程，只须要留意物体的始态和末态，具有便利、简捷的优势。只有娴熟地驾驭了两个守恒定律的内涵及应用范围，才能在解题时敏捷地运用，大大提高解题的效率。 参考文献： 于昊彤.高考中对于动量守恒定律与能量守恒定律结合应用的分析J.试题与探讨：教学论坛，2022：36-36. 第4页 共4页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页第 4 页 共 4 页