運用動量和能量觀點解題的思路
夢想北大冬令營解析運用動量和能量觀點解題的思路。
動量守恒定律、機械能守恒定律、能量守恒定律比牛頓運動定律的適用范圍更廣泛,是自然界中普遍適用的基本規(guī)律,因此是高中物理的重點,也是高考考查的重點之一。試題常常是綜合題,動量與能量的綜合,或者動量、能量與平拋運動、圓周運動、熱學、電磁學、原子物理等知識的綜合。試題的情景常常是物理過程較復雜的,或者是作用時間很短的,如變加速運動、碰撞、爆炸、打擊、彈簧形變等。
沖量是力對時間的積累,其作用效果是改變物體的動量;功是力對空間的積累,其作用效果是改變物體的能量;沖量和動量的變化、功和能量的變化都是原因和結(jié)果的關(guān)系,在此基礎(chǔ)上,還很容易理解守恒定律的條件,要守恒,就應不存在引起改變的原因。能量還是貫穿整個物理學的一條主線,從能量角度分析思考問題是研究物理問題的一個重要而普遍的思路。
應用動量定理和動能定理時,研究對象一般是單個物體,而應用動量守恒定律和機械能守恒定律時,研究對象必定是系統(tǒng);此外,這些規(guī)律都是運用于物理過程,而不是對于某一狀態(tài)(或時刻)。因此,在用它們解題時,首先應選好研究對象和研究過程。對象和過程的選取直接關(guān)系到問題能否解決以及解決起來是否簡便。選取時應注意以下幾點:
1.選取研究對象和研究過程,要建立在分析物理過程的基礎(chǔ)上。臨界狀態(tài)往往應作為研究過程的開始或結(jié)束狀態(tài)。
2.要能視情況對研究過程進行恰當?shù)睦硐牖幚怼?br>
3.可以把一些看似分散的、相互獨立的物體圈在一起作為一個系統(tǒng)來研究,有時這樣做,可使問題大大簡化。
4.有的問題,可以選這部分物體作研究對象,也可以選取那部分物體作研究對象;可以選這個過程作研究過程,也可以選那個過程作研究過程;這時,首選大對象、長過程。
確定對象和過程后,就應在分析的基礎(chǔ)上選用物理規(guī)律來解題,規(guī)律選用的一般原則是:
1.對單個物體,宜選用動量定理和動能定理,其中涉及時間的問題,應選用動量定理,而涉及位移的應選用動能定理。
2.若是多個物體組成的系統(tǒng),優(yōu)先考慮兩個守恒定律。
3.若涉及系統(tǒng)內(nèi)物體的相對位移(路程)并涉及摩擦力的,要考慮應用能量守恒定律。
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