高中階段,動量觀點作為解決力學問題的“三劍客”之一,存在感似乎有點弱,用到的機會少。本人的感覺,因為動量難,所以命題不敢太在此處著力,使人誤以為“動量”題少功力弱。 打個不恰當?shù)谋确剑?/p> 牛頓運動定律相當于金老爺子小說中的“易筋經(jīng)”,練好了百毒不侵,諸邪莫近,牛頓定律加持微元法,牛爺爺?shù)募覀鹘^技,可橫掃力學江湖。 能量觀點像是九陽真經(jīng),穩(wěn)重大氣,一眼看穿問題本質(zhì)。 動量觀點有點像九陰真經(jīng),運用時的招數(shù)多,有一招致命之神效。 一.動量的學習方法 和動能類比。動能定理、動量定理;能量守恒定律;動量守恒定律。 牛頓運動定律的核心是牛頓第二定律,是物體所受合力瞬時效果的體現(xiàn);動能定理是物體所受合力對空間積累效果的體現(xiàn);動量定理是物體所受合力對時間積累效果的體現(xiàn)。 力的效果職能劃分:牛頓運動定律分管狀態(tài);動能定理分管空間;動量定理分管時間。 類比中注意不同點:功、動能變化都是標量;沖量、動量變化都是矢量。難的原因之一就是矢量性。有方向的事就比較難辦,方向感缺失對現(xiàn)代人是個考驗,學會開車和開車到了某個地方是兩個概念,隨意開500公里和有目的、方向的開500公里不一樣。 二.動量定理的應用 1.對單體的運用。選過程、受力分析、盯時間。還是受力分析考驗實力,分力分算沖量再矢量疊加還是求出合力再計算沖量看問題方便而定。怎用是技術層面的事,實際情況多是沒有用動量解決問題的意識,實質(zhì)也是理解不到位,掌握不熟練。和有了駕照但不敢上路是一個道理,本質(zhì)上還是不熟練。沒良方妙藥,遇到力學問題,瞬、空、時依次過篩子,看看哪些規(guī)律能用,哪些用得順手,哪些用得簡單,功到自然成。 2.對多體的運用。 對比動能定理,多體運用時,實質(zhì)上從能量轉化角度來看,已經(jīng)有了機械能(機電能:機械能和電勢能)守恒(小守恒)和能量轉化和守恒定律(大守恒)的影子了。 仔細思考一下,從單體動能定理到多體動能定理,再細分一下,包括只有內(nèi)力做功的多體系統(tǒng)和內(nèi)外力都做功的多體系統(tǒng)兩大類。 A.對只有內(nèi)力做功的多體系統(tǒng),內(nèi)力為重力、彈簧彈力、靜電場電場力這些保守力。則能量在相互轉化中守恒,滿足小守恒。比如橢圓軌道的中心天體——環(huán)繞天體系統(tǒng);彈簧、小球系統(tǒng);豎直平面內(nèi)只有重力、電場力做功的圓周運動等系統(tǒng)。 B.對只有內(nèi)力做功的多體系統(tǒng),內(nèi)力若除保守力外還有耗散力,比如滑動摩擦力,則滿足大守恒,但轉化的方向是單一的,機械能(機電能)轉為內(nèi)能。光滑水平面上的板塊問題是經(jīng)典案例。 C.對有外力做功的系統(tǒng),大小守恒都不滿足,可通過外力計算系統(tǒng)總能量(包括內(nèi)能)的增減;內(nèi)力若為保守力,可直接通過外力做功計算系統(tǒng)機械能(機電能)的增減;內(nèi)力若還有耗散力,可通過外力做功和耗散力對系統(tǒng)做功的代數(shù)和計算系統(tǒng)機械能(機電能)的增減。 動量定理若用于多體系統(tǒng),理解上實質(zhì)比動能定理用于多體系統(tǒng)簡單。若外力為零或不受外力,系統(tǒng)動量鐵定守恒,內(nèi)力怎回事統(tǒng)統(tǒng)不管不問,內(nèi)力太過自理,內(nèi)力的總沖量比為零,牛頓第三定律的必然結果,想不為零也不行,動量定理有點像牛頓第二定律和第三定律合體了。 若外力不為零,又可細分。 A.與外力之和垂直的方向上動量守恒照用不誤,單方向守恒也是守恒,只不過只能在此方向用。實際此種情況下的應用相當常見。矢量分解特像現(xiàn)代社會的職能專業(yè)化,各管一方不越界。 B.在外力之和不為零的方向上,系統(tǒng)動量變化與外力的沖量和相等。 C.最最詭異的多體動量定理運用。外力不為零,但外力比內(nèi)力小狼狼多,系統(tǒng)動量近似守恒。系統(tǒng)動量守恒與否明明是外力決定論?外力再小,系統(tǒng)動量也要改變;內(nèi)力再大,系統(tǒng)動量也絲毫不變。怎就近似守恒了呢? 研究的問題決定了采取的方法。多體動量定理的目的是研究單體的動量,多體是手段,單體動量是目的,對于單體而言,誰使他動量變化大誰就是老大,典型的拳頭說了算,內(nèi)力、外力都給他沖量作用,外力太弱,弱到幾乎沒影響,干脆不算了。當然若是研究系統(tǒng)動量,外力再弱也得計。 三.動量定理的應用場景 不只是碰撞這一種場景,和力、時間有關聯(lián)的問題多思考一下,運用動量定理有神效。電磁感應中的安培力沖量,運用動量定理有時空轉化之神效。不要把動量定理和動量守恒進行割裂,兼容并包成大道。 今天運動會,對我這個密集恐懼癥患者是一種煎熬,站無站處,坐無坐處,不站不坐就是失職,嘈雜的環(huán)境倒無所謂,看書無處書寫、筆記,實在痛苦!可憐學生,平時不動,運動會幾成受傷會。我的一貫觀點,身心是同步成長的,奧運會的世界冠軍要學文化課大概率也不會差。老夫子的六藝里也是有體育的,老夫子本人也是武藝高手,只不過不”以武服人“而已,李太白是佩劍出游的,陸放翁、辛稼軒、王陽明等等,都是文能提筆安天下,武能上馬定乾坤的強人。說多了都是淚! |
|
來自: 新用戶65120Joi > 《待分類》