守恒定律在解决物理问题中的应用

摘 要：守恒定律是物理学当中的一个知识点，也是考试的重点。所以在进行物理知识学习的过程中，应该对守恒定律进行系统的分类讨论。守恒定律可以能量守恒以及动量守恒等几个类别。为了可以有效的促进物理学中守恒定律的的学习，本文对物理学中的守恒定律，进行分类讨论，对其中所蕴含的主要思想，进行集体的探析，进而促进守恒定律的学习以及应用。

关键词：物理学；守恒定律；应用

中图分类号：G718 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0255-02

守恒定律，可以分为动量、能量守恒定律，以及电荷数、质量数守恒定律等。这些守恒定律的知识点，几乎涉及到所有的物理学领域之中，它涉及到“电、力、光、磁”等知识，一方面它是高中物理中的主要知识点，另一方面它在解决物理问题当中，可以发挥出指导性的作用，是一种有效的思维方法。所以在行文的过程中，列举相关的物理习题，对守恒定律方面的知识，进行具体的解释和说明。

1 能量守恒定律在解决物理问题当中的应用

例题1：“神州七号”飞船上的仪器，以及系统动作的各项控制的能量来源于太阳能电池的供电，由光照产生的电动势这种现象，被称之为光伏效应。飞船上的太阳能电池有着特殊的工作原理，它是按照光伏效应的原理设计出来的一种单晶硅结构。在正常日光的照射下，这类电池有着较高的光电转换率，一般可以达到24%左右，这种结构的太阳能电池，可以产生0.6v的电动势，获得0.1A的电流。那么问题：每一秒钟照射到单晶硅太阳能电池上阳光的能量是多少（结果保留小数点后两位数字）。在解答这类题型的时候，应该对题意进行正确的分析，从而发现这道题目使用的是哪种守恒定律，做出判断之后，然后有针对性的进行解答。通过分析可知，这道题目涉及到能量守恒定量，所以在解答的过程中，会应用到能量守恒定律的相关知识点。

利用能量守恒定律的相关知识对物理问题，进行有效的解决，有着几特点。第一，问题当中会涉及到某种物理知识，还表现出一系列的能量种类和转换方式，即由一种能量，转换成另一种能量，题目当中涉及到光能转换成热能的内容；第二，问题当中涉及到的知识的，有多少体现出具体的数量，有哪些能量体现出具体的数值，并运用相关的守恒定律要求，列出相关的解析式，从而完成对问题的回答。

这道题的解题思路，应该明确问题当中出现了几种能量形式，每种能量运用哪种形式，进行转化或是转移。依据能量守恒定量，列出相关的解析式，也就是说在总的能量降低或是不发生变化的情况下的能量，与增加的能之间存在相等的关系。

2 动量守恒定律在解决物理问题中的应用

例题2：在公路上发生了一起严重的交通事故，其中一辆质量为1400kg向南行驶的长途客车，与一辆向北行驶的质量为2800kg的卡车，发生撞车的事故。两车相撞之后，并接在一起向南滑行了一段距离之后，便停止下来。依据现场测速仪的测定，长途客车在撞车之前的行驶速度为25m/s，根据这一速度，求卡车碰撞前的行驶速度是多少。解答这道题的时，根据题意可以清晰的判断出，这道物理题考察的是动量的守恒定律的，也就是根据两辆车中一辆车的行驶速度，计算出另一辆车的行使速度。

解答：两辆正在行驶当中的车辆发生碰撞，遵循的是动量守恒定律，假设长途客车行驶速度的方向是正方向，那么，M客V客M卡V卡=（M客+M卡）V，也就是1400*25-2800V卡，依据题意可知V>0，所以，所以说卡车碰撞前的行驶速度小于12.5m/s。

動量守恒定律，可以很好的解决一些特殊的物理问题，如爆炸、相撞、反冲和复杂作用力形成的问题，这些都可以通过动量守恒定律的应用，进而快速的找出解决问题的方法。在物理学习的过程中，应该清晰的解读题意，并找出相关的应用定律，进行有针对性的作答。

3 动量和能量守恒定律在解决物理问题中的综合应用

例题3：一枚竖直向上发射的炮弹，它的质量为10.0kg（内部炸药质量忽略），炮弹发射的初始速度为70m/s当炮弹达到最高点并发生爆炸时，爆炸为沿着水平运动的两片，其中一片的质量是m=6.0kg，现在要求，这枚弹片不可以落到以发射点为圆心，以D=1000m为直径的圆周范围之内，那么刚刚爆炸完成时，两枚弹片总的动能约为多大？

这道物理练习题使用了两种守恒定律，分别是动量守恒定律和能量守恒定律，对这一力学习题进行综合的解答，由此可以看出，物理学当中，定律之间大多具有一定的联系，在解答问题时，应该正确理解题目的意思，进而做出正确的回答。

例题4：如图1所示，质量为5kg的小车，在光滑的水平面上保持静止的状态，AD部分为表面粗糙的水平导轨，DC是光滑的1/4圆弧形导轨。整个导轨是由绝缘材料制成，而且处在B=1T垂直纸面向里的匀强磁场中，另一个质量m=2.0Kg的金属块（可视为质点），带q=2.0×10-3C的负电荷，以v0=8m/s的速度，冲上小车，当经过D点时，对水平导轨压力为9.81N（g取9.8m/s2）。

问题1：求m从A到D的过程中，损失了度极少的机械能？

问题2：如果m经过D点马上撤去磁场，这之后小车能获得的最大速度是多少？

在这到物理习题当中，运用了机械能守恒定律，以及动量守恒定律在电磁学之中的综合使用，体现出了物理各个知识点之间，都有着紧密的联系。

4 结语

综上所述，分析讨论是高中物理当中一个重要的思想内容，在解答高中物理的习题时，会反复的对讨论思想进行具体的应用，而且经过证明，守恒定律是一种非常有效的解题思想，与此同时解题的过程中，这种方法也是最实用的一种方法。在实际的应用当中，分类讨论的思想能够对学生的解题现状，在逻辑性以及严谨性方面，提出更高的要求。这种方法的大量应用，可以明显的加深自身的物理学素养。也就是说分类讨论思想，可以对繁琐的问题，做出简单化的处理，进而提高对守恒定律的学习效率，甚至是物理学习的效率。

参考文献

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