浅谈“运动量”教学的深入

浅谈“运动量”教学的深入

动量和动能，都是度量物体运动大小的物理量。而且，它们对运动进行度量时，都只用到物体的质量（m）和运动的速度（v）这两个物理量。

动能的概念，以及由此而引出的动能定理和机械能守恒定律，使人们对自然界的认识更加深入；动量的概念，特别是由此导出的动量定理和动量守恒定律，不但适用于恒力作用情况，而且也适用于变力作用的情况，比牛顿定律具有更广泛的适用性。在物理学知识系统中，动量守恒定律有广泛的适用范围，除力学外还涵盖物理学中的声、光、热、电、原子物理学等，是物体相互作用所遵守的法则，也是自然界重要的规律。也就是说，动能和动量的概念，以及由此而引出的动能定理和机械能守恒定律、动量定理和动量守恒定律，一方面使牛顿力学的范畴得到了进一步的扩展，另一方面为人们解决力学问题，开辟了与牛顿定律相并行的三大途径。因此，动量和动能的概念是力学的重点，也是高中物理教与学的重点。

但是，为什么既要引入动量，又要引入动能呢？动量和动能，究竟有什么区别，这是高中物理教学中，经常被人们忽视的一个教学难点。在动量和动能这两个概念的教学中，若只讲动量和动能在公式表述形式上的区别，而不讲它们在研究对象和物理本质上的异同，其结果是学生虽然会解题了，但他们却不知道为什么要这样解题。因而，我们的物理教学，不能只孤立地给学生讲一些支离破碎的物理知识，而应该给他们构建一个完美的、自洽的物理体系，让他们在学习物理概念和规律时，不仅要知其然，而且要能知其所以然。为此，笔者把动量和动能这两个概念的教学，分为三个步骤，使教学不断深入。

一、按现行教材的编排顺序，分别系统地讲解学习动量和动能的概念

其实，用速度描述物体“运动的多少”，是最容易被人们接受的思想。但是，大量的事实也使人们认识到，对物体的作用效果不但要考虑物体的速度，还要考虑它的质量。假设与子弹同等速度射出的一粒芝麻，衣裳即可将其挡住，但如果是子弹则不行。通过列举此类现象及学生实验，启发他们思考，在物体的质量一定的条件下，物体的速度越大，其运动量越大；在运动速度一定的条件下，物体的质量越大，其运动量也越大。这就是说，用质量（m）和速度（v）这两个物理量的乘积，来反应物体的运动量，是一种更科学的度量方法，从而引出动量的概念。

对于动量概念的引入，也可以在牛顿第二定律、运动学速度公式的基础上，推导出力对时间的累积规律

从数量关系上分析上式：要使质量一定、原来运动速度较小的物体获得一个较大的速度，既可以用较大的力作用较短的时间，也可以用较小的力作用较长的时间。只要力和力作用时间的乘积ft相同，这个物体都会增加相同的速度。而当物体质量也在变化时，ft的大小则可以反映mv（质量与速度乘积）的改变量。由此可见，上式中力和力作用时间的乘积、物体质量和运动速度的乘积以及上式本身，都具有一定的物理意义。为此，我们引入了两个新的物理量──冲量和动量，发现了一个规律──动量定理。

相对而言，动能的概念，利用初中的基础是比较易于引入的。当然，我们也可以通过演绎推理和数学转换，在牛顿第二定律、运动学速度公式的基础上，导出力对位移的累积规律