高中物理動量守恒和能量守恒解題方法探究

王建中

(山西省長治學院附屬太行中學 046011)

圖1

例1 如圖1所示，A、B是兩個質量相等的物體，分別靜止在平板小車C上，物體A、B之間有一根被壓縮了的彈簧，物體A、B與平板車C的上表面之間的滑動摩擦力之比是3:2，已知地面光滑，當壓縮彈簧突然釋放后，則( ).

A.物體A、B的系統動量守恒

B.小車C向左運動

C.物體A、B與小車C的系統動量守恒

D.小車C向右移動

解我們假設題目信息中把A、B兩個質量相等的物體作為本題的研究對象，因為物體A、B與小車C的摩擦力大小不等，所以系統所受到的合外力為零，滿足了守恒條件.

我們通過對小車C在水平方向的受力進行分析，可得：小車C受到物體A對C的向左的摩擦力，小車C受到物體B對C的向右的摩擦力，因為：滑動摩擦力之比是3:2，所以我們能夠推理出，小車C向右運動.因此，本題的正確選項是C、D.

解析在解答本題時要認真分析物理情境，對給出的物體的運動過程進行詳細的分析，發現隱藏的條件或者關系，分別研究親受力情況和運動情況，結合相關知識進行解答.

例2 假設物體m從傾斜角度為α的固定著的光滑斜面從靜止狀態開始下滑，斜面的高度為h，求物體m下滑到斜面的底端時重力做功的功率為( ).

根據題干信息作圖如圖2：

圖2

我們分析圖2中信息可知，F，V之間的夾θ=90°-α，

解析本題在計算功率時，首先要分清楚計算平均功率還是瞬時功率，如果計算的是瞬時功率，那么就要注意速度和力之間的夾角.瞬時功率P=Fvcosθ(θ是F，v的夾角)，當F，v之間有夾角時，要注意在圖中標出來，以免出現錯誤.

圖3

例3 如圖3所示，半徑分別為R和r的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過動摩擦因數為μ的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道.若小球在兩圓軌道的最高點對軌道的壓力都恰好為零，試求CD段的長度.

解析本題要注意分段研究和分析物體的受力情況、受力特點和運動特點，結合題干所給信息，逐步逐個進行分析和判斷，以免發生混淆.

例4 如圖，這個游戲列車的長為L，有很多節車廂，R為圓形軌道半徑(半徑比一節車廂的高度和長度都大，且L>2R).已知這個列車的車輪必須沿著圓周運動，在整個軌道的任一位置都不能脫軌.問：如果沒有任何動力，列車在水平軌道上需要有什么初速度V0，列車才可以通過圓形軌道進而運動到水平軌道上？

圖4

解只有列車灌滿整個圓形的軌道時，速度才是最小,設這個時候的速度為V，列車質量m.根據機械能守恒定律可得：

解析本題主要結合圓周的相關知識對機械能守恒定律和公式進行了考察，在解題過程中要緊密聯系所給的示意圖，在充分理解題意的基礎上挖掘所需要的公式.