应用守恒定律应注意的几个问题

来源 :考试周刊 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lrdg
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  在利用动量和机械能守恒定律解题时,学生常常遇到似是而非的问题,稍不注意就出现错误。笔者在教学过程中总结了几种判断守恒的方法,下面就以几个典型的问题为例,介绍如何判断动量或机械能是否守恒。
  
  1. 分清物理过程确定哪个物理量守恒
  
  一个物理问题往往由几个物理过程所组成,我们在解答过程中一定要分清其物理过程,在哪个过程中动量或机械能守恒,在哪个过程中动量或机械能不守恒。
  例1. 用细线悬挂一质量为M的木块而静止,如图1所示,现有一质量为m的子弹以水平速度 射向木块但未穿出,求木块上升的最大高度。
  错解:从子弹打入到木块上升到最大高度的过程中,是子弹的动能转化为木块和子弹的重力势能,所以有:
  
  正确分析与解答:上面错解中将子弹打入木块及木块向上摆没有分开,误认为是一个过程,忽视了子弹与木块碰撞过程中的机械能损失,在整个过程中其机械能是不守恒的。
  所以,从子弹打入木块及木块向上摆到最大高度应该分为两个物理过程,即子弹打入过程和向上摆动过程。子弹打入过程时间很短,我们一般认为木块还来不及摆动,在这个过程中木块和子弹在水平方向上没有外力的作用,系统的动量守恒使系统得到一个共同的速度,具有一个动能;子弹打入后,系统只有重力做功,则遵循机械能守恒的条件,在这个过程中机械能守恒。由动量守恒和机械能守恒定律有:
  
  可见上面的两个结果有很大的差距,我们在应用守恒定律时一定要将一个个物理过程分清楚,不要随便套用守恒定律。
  
  2. 在物理过程的跃变时注意机械能是否守恒
  
  例2. 如图2所示,细绳长l一端固定在O点,另一端系着一个质量为m的小钢球,小钢球可视为质点,首先将小球拉到图示位置,然后无初速度释放,求当细绳摆至竖直位置时,细绳所受拉力为多少?
  
  得:T=4mg
  由牛顿第三定律得到小钢球对细绳的拉力为4mg。正确分析与解答:造成解答错误的原因也是没有考虑小钢球在下落时,有一个细绳绷紧的过程,这是一个物理过程的跃变,在这个过程中有机械能损失。小钢球从A点落到C点的过程中分成三个阶段:一是从A点到B点做自由落体运动;二是到B点时细绳绷紧;三是从B点到C点做竖直平面内的圆周运动。
  3. 对守恒条件要认真分析其真假
  有的问题表面看其动量和机械能都守恒,如果不认真分析其守恒条件的真假往往出错。
  例3. 如图3所示,一炮车从静止沿着光滑斜面自由下滑了l距离时,进行水平射击。炮身及炮弹的质量分别为M和m,斜面与水平面的夹角为θ。若欲使炮身在发射时停止滑动,炮弹的出口速度 应为多大?
  错解:炮身在发射炮弹时,系统水平方向的内力远大于重力,根据动量守恒的条件,炮身和炮弹在水平方向的动量守恒。设炮身反冲速度为v ,由炮身和炮弹所组成的系统在滑行l时的速度为: 正确分析与解答:错解中忽略了一个很重要的力,在炮身反冲时,系统除受重力外,还受到斜面对炮身垂直方向的很大的反冲力,这个力不能忽略。所以系统在水平方向不符合动量守恒的条件。因为斜面在水平方向对炮身的反冲力无法求得,我们避开它,在沿着斜面方向,系统只考虑重力的分量及发射炮弹时炮身与炮弹的相互作用力。在重力分量可以忽略或远小于炮弹与炮身的相互作用力的条件下,系统沿斜面方向的动量守恒。则有:
  (M+m)
  cosθ+M×0,得到:
  从上几例分析可以看出,应用守恒定律一定要很好地分析其物理过程,把握守恒条件,不要被表面现象所迷惑,以下还有个类似的题目,留给读者解答。
  如图4所示,M静止于光滑的水平面上,一质量为m的子弹以 速度射入M中未穿出,求弹簧的最大弹性势能。
  
  “本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文”。
其他文献
摘 要:通过对郑州航空工业管理学院经济类专业的毕业论文指导教师、毕业生和毕业生接收单位的抽样调查,发现现行的高等院校经济类专业本科的计量经济学教学内容和体系偏重于培养理论人才,无法较好地服务于应用型人才培养的目标。因此,以培养应用型人才为目标的高等院校在开设这门课时,需要对教学内容和体系依据实用性原则进行调整,并对知识的呈现方式加以变革。  关键词: 计量经济学 教学体系改革应用型人才    引言
目前,我国事业单位正在进行深化改革.内部会计控制有利于提升事业单位的竞争力,促进事业单位健康平稳地向前发展.本文对内部会计控制的有关概念,包括内部会计控制的定义、基
文章就计算机辅助教学(CAI)在高等职业教育中的应用问题作了几个方面的讨论,通过实例重点讨论了计算机辅助教学应用在高等职业教育中的原则和过程.
College students are the hope and future of the country. So theirConsciousness and Self-confidence are vital to their growing-up and the development of the soci
摘 要:针对我院以往的微生物实验教学中存在学生动手能力不强的问题,笔者采用改善实验条件、优化实验内容、重视预习、鼓励学生参与实验准备和教师科研课题,考核方式多样化等方式对微生物实验教学进行了改革。结果表明,通过教改提高了学生观察、思考、分析和解决问题的能力,培养了学生勤奋、严谨的学风和科学的态度,学生不仅牢固地掌握了微生物学的基础知识和基本概念,而且初步具备了从事微生物应用和研究所需的基本方法和技
目的: 在拟合logistic回归模型过程中,当样本量较小,尤其是解释变量较多,数据分布不均衡,不满足渐近统计推断前提时,会出现分离问题,此时模型的最大似然估计不存在或者不可靠。本文
在传统历史教学中,对于历史事件的教学,习惯于按照原因(包括背景、条件等)、经过(包括时间、人物、地点、性质等)、结果(包括意义、影响、启示等)的三段式教学法,并认为是水到渠成,线索清楚,笔者称此为“顺向教学法”。在教学实践中笔者发现,有时如果把这种教学顺序倒一倒,效果会更好,笔者称之为“逆向教学法”。逆向教学是一种启发智力的方式,它虽有悖于通常人们的习惯,但正是这一特点,使得许多靠顺向不能或是难于
摘 要:随着全球信息化进程的加快,信息技术已成为主导我们社会发展的生产力,为了使学生了解必要的信息技术知识,掌握必备的信息技术技能,适应信息社会的发展需要,为社会培养合格的人才,按照国家教育部规定,信息技术课被列为各类中小学必修课程。在现阶段,如何上好中学信息技术课,是中学教学中的一个备受关注的问题。  关键词:信息技术课 任务驱动    在我国,中学信息技术科教学已经走过了近20年的历史,这十多
1、什么是党的生活?党的生活是指包括党的政治生活、组织生活、民主生活在内的党内一切活动。例如,党的小组会、党员大会、支部委员会会议、党的委员会会议、党代表大会和代
人类自出现以来,对自然奥秘的探索就从来没有停止过。从人类早期对日月星辰运动的探索到近代对宇宙的起源和对人类遗传基因的研究,无不倾注着广大科学工作者的心血。勇于探索的前人,为追求真理呕心沥血、开拓前进。在这个过程中,有失败的悲伤,更有成功的喜悦。无论成功或是失败,人类对自然界和人类社会的探索都是推动人类文明发展的巨大动力。  地理学科是一门综合学科,人类文明的每一次重大发明和发现都对地理学科有巨大的