高中物理活用动量速解题

吴赞明

（福建省南平市高级中学，福建 南平）

近年来，伴随新课改的不断推进，教学愈来愈倾向塑造学生的逻辑思维能力、创新能力、动手实践能力。因此，相关教师一定要及时转变教学思想，不但要让学生掌握丰富的理论知识，还要让其实现学以致用，将其运用在习题的处理之中，进而为有效解决生活问题奠定良好基础，推动学生实现全面发展。

一、求解物体的动量转变

1.例题

把质量等于五千克的物体以V0=5m/s的速度在较高的地点抛开，经过t=5s后其速度是Vt，问此物体在这五秒内的动量转变。（忽略空气阻力，g=10m/s2）

2.解答

因为物体开始和结束时的速度方向不可获知，因此不能用过△p=p2-p1的方法来解答，然而运用动量定理却能轻松解决这一问题。

物体在运动进程中仅遭受g的作用，所以合力的冲量便是g的冲量，那么通过动量定理可得：△p=Ic=mgt=5×10×5=250kg·m/s，运动趋势则为竖直朝下。

二、求解变力冲量

1.例题

桌子上有一个单摆，摆长度L等于一米，球体质量m等于0.6千克，把此球从某一位置静态释放，距离桌面高度等于0.45米，试问球体在释放位置到垂直桌面位置进程中合力冲量大小。

2.解答

因为球体在下落进程中合力属于变力，所以不能使用I=FT去获得合力冲量，然而动量定理明确阐述了动量和冲量转变间的联系，因此可以通过动量知识来解答这一问题。在释放球体位置时，球本身的动量是0，但在垂直桌面位置时，球体的动量方向和水平方面相一致，并且能算出具体处置，通过机械守恒定律可计算：1/2mv2=mhg，那么，小球速度 v=3。

通过动量定理可知，I合=△p=vm=1.8N·s，方向为水平朝左。

三、剖析物体问题

1.例题

一架宇宙飞船用1.0×104的速度（v）穿进密度（ρ）为 2.0×10-9kg/m3的陨石流内并且维持匀速前进。若是其垂直运动走向中的最大横截面积（s）等于6平方米，并且判断宇宙飞铲和陨石撞击后均处于飞船上，那么此宇宙飞船遭受的平均阻力是多少。

2.解答

要想获得宇宙飞船遭受的平均阻力，如果径直剖析飞船，必然无法得到答案。如果对陨石流展开解析，那么陨石位置是不间断的，该怎样处理呢？可针对在短期△t中和宇宙飞船撞击的陨石展开剖析。

假设在△t中存在质量等于m的陨石和飞船互相撞击，那么通过管道模型能清楚：m=ρ△tv·s，这些陨石在△t中的速度从0慢慢变得和飞船一样。假设其遭受宇宙飞船对陨石的均衡阻力是F，对这些陨石利用定量定理剖析能得到：F△t=mv=△tρv·v·s，因此平均阻力等于 ρsv2=2×10-9×6×（1×104）2=1.2N，通过牛顿第 3 定律可获得，宇宙飞船遭受的均衡阻力F=1.2N。

四、关于求解多过程问题

1.例题

某物体质量m等于3kg，在F1=9N的水平力影响下，改变静止状态渐渐顺着水平面移动，经过4s（t1）后，推力渐渐降低成F2=6N，然而方向恒定，此物体再次运动3s（t2）之后推力去除，物体历经5s（t3）终止运动，请问物体在水平面受到的摩擦力大小。

2.解答

第一种解答方法：将物体视为探究目标，其有3个运动进程，假定之前2个进程最终时刻的速度依次是v1和v2，其所受到的摩擦力等于Ff，认定推理方向是正方向，依据动量定理对此3个进程依次表达为：一是（mv1=F1-Ff）；二是（mv2-mv1=F2-Ff）；三是t3Ff=0-v2m。综合以上三个式子能获得：摩擦力Ff=F1t2+F1t1/t3+t2+t1=9×3+9×4/5+3+4=5.25N

第二种解答方法：设置推理的方向是正方向，在此物体移动的总体进程中，物体的原始动量（p1）等于零，结束动量（p2）也等于零，那么参照动量定理可知：F2t2+F1t1-Ff（t3+t2+t1）=0，那么6×3+9×4-Ff（5+3+4）=0，得出摩擦力大小等于5.25N。

3.评价

只要是碰见时间、速度、力有所转变的习题，利用定量定理一般较使用牛顿运动定律融合运动学知识来解答要更加便捷。对比以上两种算法可发现，科学选用探究进程，不但能精简做题环节，并且还能大大提升做题速率。

综上所述，在高中物理解题过程中活用动量，是加快学生做题速度的最佳手段。广大教师要尊重学生个体间的差别，有针对性地传授速解技巧，从而确保学生良好地掌握且应用，加深对知识的理解。