浅谈动量守恒定律的学习

韩恪

摘 要：动量守恒定律是自然界中的普遍规律，是解决相互作用的物体系统做功、能量转化的重要工具，在力学场、电场以及磁场中均有应用，是高中物理学习的重点和难点之一。针对如何学好动量守恒定律，提出了应把握的几个问题。

关键词：物理；動量守恒；方法

在教育部颁布的2017年普通高考考试大纲中，将高中物理选修3-5内容列为必考项目。这其中非常重要的内容之一是动量守恒定律的学习和运用。如何学好动量守恒定律成为许多学生面临的问题。仅仅从字面领会而缺乏对动量守恒定律的深入思考和掌握，会影响运用动量守恒定律解决问题的能力。学好动量守恒定律的内容，应把握以下几个方面。

一、把握动量守恒定律的实质和适用条件

动量守恒定律研究的是相互作用的物体，即系统。动量守恒定律是指系统每时每刻总动量都保持不变，而非只是末状态动量等于初状态动量。因此，动量守恒定律可以表达为四种方式：（1）系统的初动量等于末动量，即p=p0。（2）系统的总动量变化量为零，即？驻p=0。（3）由A、B两个物体组成的系统动量守恒，则？驻pA=-？驻pB0，即动量增量大小相等，方向相反。（4）由A、B两个物体组成的系统动量守恒，则m1v1+m2v2=m2v′1，即相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量。

动量守恒定律的适用条件为：（1）系统不受外力或者所受合外力为零。（2）系统所受的外力远小于所受的内力，且内力的作用时间极短，可以忽略不计。例如，考查子弹入射静止在地面上的木块过程中，由于木块受到地面的摩擦力，在子弹穿入木块的过程中，由于木块受到地面的摩擦力，在子弹穿入木块的过程中，合外力不为零，但系统在某一方向上不受外力或所受外力之和为零，或系统在某一方向上所受的外力远小于所受的内力，系统在该方向上动量守恒。例如，系统在x轴方向上合外力为零，而在y轴方向、z轴方向上合外力不为零，就整个系统而言，动量不守恒，但沿x轴方向的分动量仍然是守恒的。

二、注重用动量守恒定律分析问题的方法

运用动量守恒定律分析解决问题，要注意以下几个方面：（1）整体性，即动量守恒定律是对一个系统而言，是一个整体。组成系统的可以是两个物体，也可以是多个物体。既可以是宏观物体，也可以是微观粒子；（2）矢量性，即动量守恒是指系统内部各部分动量的矢量和保持不变。因此，在应用动量守恒定律列方程时要选取正方向；（3）同一性，即动量守恒定律中的动量均是对同一惯性参考系而言。（4）瞬时性，即系统在某一时刻的动量是指此时刻系统内部各部分的瞬时动量的矢量和。物体在发生碰撞时，所用时间极短，可以认为物体的位置来不及改变，对于多物体碰撞，通常是只选择直接碰撞的两物体列动量方程，认为碰撞未波及其他物体。

三、重视几类模型

1.碰撞模型

碰撞是两物体在很短时间内相互作用的过程。碰撞过程很短，作用力强，一切外力（如重力、阻力等）的影响可以忽略，相碰物体的总动量守恒。根据碰撞过程中有无能量损失，可以分为完全弹性碰撞、非完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞。

2.人船模型

该模型反映了物体在一对作用力和反作用力（系统的内力）的冲量作用下，系统内物体动量的变化。在水平方向上，系统不受外力作用，因而系统的总动量保持不变。

3.子弹打木块模型

该模型是一种完全非弹性模型，涉及力与运动、动量、动能定理、动量守恒等。一方面子弹击中光滑水平面上静止的木块，动量守恒。另一方面，子弹在木块中穿行有摩擦力做功，系统的机械能不守恒，且子弹减少的动能转化为热能。

总之，动量守恒定律涉及高中物理的各个领域，只有正确理解动量守恒定律的实质和适用条件，把握运用动量守恒定律解决问题的方法，才能综合运用动量和能量的观点解决物理问题。

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