動量與能量
動量與能量的綜合問題,是高中力學最重要的綜合問題,也是難度較大的問題。分析這類問題時,應首先建立清晰的物理圖象,抽象出物理模型,選擇合理的物理規(guī)律建立方程進行求解。
一、力學規(guī)律的選用原則
1、如果要列出各物理量在某一時刻的關系式,可用牛頓第二定律。
2、研究某一物體受到力的持續(xù)作用發(fā)生運動狀態(tài)改變時,一般用動量定理(涉及時間問題)或動能定理(涉及位移問題)去解決。
3、若研究的對象為一物體系統(tǒng),且它們之間有相互作用,一般用兩個守恒定律去解決問題,但須注意研究的問題是否滿足守恒條。
4、在涉及相對位移問題時,則優(yōu)先考慮能量守恒定律,即用系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機械能的減少量,也即轉變?yōu)橄到y(tǒng)內(nèi)能的量。
5、在涉及有碰撞、爆炸、打擊、繩繃緊等物理現(xiàn)象時,須注意到一般這些過程均隱含有系統(tǒng)機械能與其他形式能量之間的轉化,這種問題由于作用時間都極短,故動量守恒定律一般能派上大用場。
二、利用動量觀點和能量觀點解題應注意下列問題
(1)動量定理和動量守恒定律是矢量表達式,還可以寫出分量表達式,而動能定理和能量守恒定律是標量式,絕無分量式。
(2)從研究對象上看動量定理既可研究單體,又可研究系統(tǒng),但高中階段一般用于單體,動能定理在高中階段只能用于單體。
(3)動量守恒定律和能量守恒定律,是自然界最普遍的規(guī)律,它們研究的是物體系統(tǒng),解題時必須注意動量守恒的條和機械能守恒的條,在應用這兩個規(guī)律時,應當確定了研究對象及運動狀態(tài)變化的過程后,根據(jù)問題的已知條和要求解未知量,選擇研究的兩個狀態(tài)列方程求解。
(4)中學階段可用力的觀點解決的問題,若用動量觀點或能量觀點求解,一般都要比用力的觀點簡便,而中學階段涉及的曲線運動(加速度不恒定)、豎直面內(nèi)的圓周運動、碰撞等,就中學只是而言,不可能單純考慮用力的觀點解決,必須考慮用動量觀點和能量觀點解決。
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