运用动量和能量观点解题的思路

钟梓鸣

摘要：众所周知，物理学具有广泛的云图，在诸多实际的工程问题的解决过程中，多不可避免的地会设计到对物理知识的使用。其中，尤以动量和能量观点最为常见，尤其是在航天航空等方面，是许多问题的主要解决方式。同时，也是今年物理高考中进场考察的解题思路。本文分别就动量和能量观点在高中物理解题中的运用进行简要讨论，以期与同行交流。

关键词：动量；能量；解题思路

动量与能量是物理学中最为重要的内容之一，这两种思想观点也会解决一些复杂物理问题的主要方法。通过对该思想的运用，可有效避免对复杂的物理过程的分析，从而大大简化解题步骤和解题过程，使问题简单化。与此同时，动量和能量观点也是近年来高考重点考察的内容，主要原因就是其在实际生产生活中具有广泛的用途，是解决许多工程问题的关键思想。因此，笔者结合高中生的学生实际，对这两种观点在物理解题的具体运用进行简要介绍，以期对提高高中学生的物理解题效率，加深对这两种观点的理解有所帮助。

一、动量和能量观点理论基础

（一）动量理论基础

在高中物理中，动量观点主要包括动向定理和动量守恒两方面内容。物理学中，动量的定义为：物体的质量m和速度v的乘积叫做动量，用公式表示为：p=mv，单位为kg·m/s。

动量定理：物体所受合外力的冲量等于物体动量的增量，用公式表示为：Ft=mv′-mv，或者I=Δp。解释为物体动量发生变化的原因。

动量守恒：指一个系统所受合外力为零或者不受外力，那么这个系统的总动量保持不变。有公式表示为：m1v1+m2v2=m1v′1+m2v′2，其主要研究对象为物理系统。

（二）能量理论基础

高中物理中的能量观点主要动能定理和能量守恒以及转化的观点。其中，动能定理主要用于量化物体运动时的能量，数值上表示为：12mv2，单位为焦耳（J），其特点是能够对物体运动的任何瞬间的动能进行量化处理。能量守恒与转化的观点通常涉及到动能与势能之间的相互转化问题，在具体使用过程中，要根据具体情况而定。

二、动量和能量观点的具体运用

動量与能量是高中物理中十分重要的思想之一，也是考试中重点考察的内容之一。在一些题型中，若采用传统的牛顿运动定理进行求解，不但过程复杂，而且难以求解，甚至是无法求解。但如果巧用动量和能量观点，往往能使问题变得简单。需要注意的是，在大多数问题的解决过程中，这两种观点是同时使用的，不能机械的将二者分开。

例1：如图1所示，其中小球和滑块的质量均为m，滑块在水平放置的光滑固定轨道上课自由滑动，小球与悬点O由轻绳相连，该轻绳长为l且不可伸长。开始时，轻绳水平拉直，小球和滑块静止，现将小球由静止释放，当小球达到最低点时，滑块刚好被挡住，其速度在瞬间变为零，小球则继续向左摆动，当绳与竖直方向夹角为θ=60度时，小球达到最高点。

求：（1）滑块与挡板接触到速度刚降为0时，挡板阻力对滑块的冲量；（2）小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球做的功。

分析：该题型是一道典型的考察动量与能量的题型。首先对系统进行受力分析，小球在下落过程中，滑块受到拉力，方向斜向右下方，滑块向右运动，小球不再做圆周运动，受力发生变化，因此需用动量和能量的相关知识求解。

因此，小球在这一过程中，轻绳拉力对小球做的功的大小为12mgl。

点评：不论是利用动量还是能量的观点，在解题的过程中，首先应根据题意对物体的运动过程以及受力情况进行分析。再根据具体的问题，对已知条件进行划分，明确问题涉及到的物理运动过程，找到解题所需的关键状态，根据相关的理论知识列出相应的方程式，进而求解。

例2：如图2所示，现有完全一样的滑块A和滑块B，水平面光滑，其中A的运动方向如图所示，B位于平面边缘且静止，当A与B发生碰撞时，A的速度为，碰撞中无机械能损失，且碰撞后B的运动轨迹如图所示。求：已知滑块质量为m，碰撞时间为Δt，求碰撞过程中A对B的平均冲力的大小。

分析：由题意可知，物体A和B共同构成了一个运动系统，且在系统中，题干所提供的信息均与物体在关键点的运动状态相关，由此可见，此题最好的解题方式就是运用动量和能量守恒的观点进行求解。

点评：该题重点考察对动量和能量守恒的运用，在解决此类问题的时候，同学们应当避免陷入对具体过程的思考，而是应该从整体进行把握，找准方程所需的几个关键物理状态点，列出方程进而求解即可。

结束语：

能量与动量观点是高中物理解题中常见的观点，也是重要的考点。学生在运用此类观点解题时，要根据题意，认真分析，根据问题找到关键物理状态点，再根据相关知识点，列出方程求解。但一定要注意该理论方法的适用对象，不能乱用。

参考文献：

[1]何克亮.浅谈力学观点、能量观点和动量观点在解题中的合理运用[J].理科考试研究，2014，05：66-67.

[2]孟蓝宏.2008年高考中的动量和能量观点解题精析[J].河北理科教学研究，2009，02：51-52.endprint