從實驗入手深入理解動量定理

　　如果一個系統不受外力或所受外力的向量和為零，那麼這個系統的總動量保持不變，這個結論叫做動量守恆定律。它是動力學的普遍定理之一。內容為物體動量的增量等於它所受合外力的衝量即Ft=mΔv，即所有外力的衝量的向量和。今天小編要與大家分享的是：，具體內容如下，歡迎參考閱讀!

　　從實驗入手深化理解動量定理

　　動量定理是高中物理課程的重要基礎知識,對學生擴充套件牛頓定律的認識、學習動量守恆定律、研究有關碰撞和打擊等問題,起著十分重要的作用。教學實踐表明,學生不是很容易掌握這個問題,尤其是對衝量和衝力的認識,往往模糊不清。

　　因此,如何使學生真正理解這兩個概念,就成為動量定理教學中的關鍵。

　　我給學生做過一道簡單習題:體重60kg的建築工人,不慎從高空跌下,由於彈性安全帶的保護,他被懸掛起來。已知彈性緩衝時間是12s,安全帶長5m, 求安全帶所受的平均衝力。在解題中不少學生暴露出來對動量定理的模糊認識,計算結果是安全帶所受的平均衝力小於工人體重。錯在哪裡?為了引導學生去發現問題、分析原因,可讓學生自己做一些簡單的實驗,在教師提出幾個有針對性問題的啟發下,自己邊實驗,邊觀察,邊分析,邊總結。

　　[實驗]:用很輕的細線吊著一個物體。

　　[啟發性問題]:

　　①在平衡狀態下,物體受哪些力的作用?細線所受的拉力是多大?***物體受細線的拉力和重力的作用。細線所受的拉力在數值上等於物體的重量,方向向下。***

　　②托起物體,讓物體自由落下,在衝拉一瞬間,細線斷了。問:在這一瞬間,物體受哪幾個力的作用?細線所受的拉力有何變化?***這一瞬間細線斷了,表明細線所受的拉力增大了。***這裡教師應該指出,細線和物體所受的這個瞬時拉力就是衝力。

　　③上題中,安全帶所受的平均衝力會小於工人的體重嗎?***這時學生知道:不會。***這個簡單實驗,定性地否定了上題中的計算結果。為了讓學生進一步理解動量定理,可把實驗略加改動:換一條較韌的細線,不讓它斷,線的上端掛在彈簧秤鉤上。利用彈簧秤的讀數,可以半定量地說明問題***由於彈簧秤的彈力而產生的微小振動,不宜在這裡分析***。通過教師的啟發,讓學生得出結論。

　　除此之外,也可以讓學生站在磅秤上不動,然後又讓他跳上磅秤***跳的高度任意***,這時磅秤的瞬時讀數比人的體重大等等。這些實驗雖然都很簡單也遠非完善,卻能給學生一些感性認識,對形成正確概念是很有幫助的。

　　同時,為了使學生真正掌握動量定理,靈活運用於分析問題和解決問題,在此需要反覆講清動量和衝量、衝力等幾個重要概念,講清動量定理數學公式的物理意義、適用的條件和範圍。①動量定理表示:物體所受的合力F的衝量等於物體在這段時間裡的動量的改變。

　　②衝力f是作用時間很短而平均值很大的變力。這種力常見於碰撞或打擊現象中,有時又稱為衝擊力或打擊力。但是,衝力f和合力F是不能混為一談的。如果物體只受某一衝力f作用而動量發生改變,則f就是F。如果物體除受衝力f外還受其他力***如重力***的作用,則f就不等於F;只有其他的力比衝力小很多而忽略不計外,才可以認為f等於F。我們在解題過程中有條件地略去其他的力而只考慮衝力,跟不加分析地略去或完全不知道這些力是完全不同的。

　　③由於衝力是隨時間而變化的變力,在具體問題中很難確定,而動量的改變是可測的有限值,因而經常利用動量定理求衝量或平均衝力。

　　④動量mV是向量,它的方向跟速度的方向一致;衝量FΔt也是向量,在Δt很小時,它的方向跟合外力的方向一致。因此在分析問題時,要注意它們的向量性,要選定正負方向。

　　動量守恆的定義