第三讲 动量和能量
一、 高考导引
功和能的概念是物理学的重要概念。能的转化和守恒定律是自然界中最重要、最普通、最基本的客观规律。功和能量转化的关系不仅为解决力学问题开辟了一条新的、重要的途径,同时它也是分析解决电磁学、热学等领域中问题的重要依据。运用能量的观点分析解决有关问题时,可以不涉及过程中力的作用以及运动细节,关心的只是过程中的能量转化的关系和过程的始末状态,这往往更能把握住问题的实质,使解决问题的思路变得简捷,并且能解决一些用牛顿定律无法解决的问题。
有关动量的规律是牛顿力学的拓展和延伸,尤其是动量守恒定律,作为物理学三大定律之一,其在力学知识体系中具有重要的地位,在实际中有着重要的应用,为解决力学、电磁学、原子物理学中的有关问题开辟了一条重要的途径。动量定理在新的高考考纲中被列为Ⅱ级要求,定理反映的是力对时间的积累效应,由于其对变力作用也适用,在处理变力作用的多过程问题时往往比牛顿定律更方便、更优越。
有关动量、能量的概念和规律是每年高考的必考内容,一直处于高考命题考查的重点和热点。可以预见,动量定恒定律尤其是与机械能守恒、能量转化等相关知识的综合应用,仍是今后高考不可回避的考查重点。在往年高考中,有不少考生由于对守恒定律把握不准、研究对象和研究过程的选取不明确而屡屡失误,从而使其成了高考的一个突出难点。
针对上述情况,在复习有关动量和能量的内容时,要抓住以下三点:第一是研究过程的合理选取,不管是动能定理、动量定理还是机械能守恒定律或动量守恒定律,都有一个过程的选取问题;第二是要抓住摩擦力做功的特征、摩擦力做功与动能变化的关系以及物体在相互作用时能量的转化关系;第三是方向性问题,运用动量定理或动量守恒定律求解时,都要选定一个正方向,然后对力、速度等矢量以正负号代表其方向,代入相关的公式中进行运算。另外,对于碰撞问题,要注意碰撞的多种可能性,作出正确的分析判断后,再针对不同情况进行计算,避免出现漏洞。