谈动量定理在生活中的安全保护

曹剑英 弓美桃

（集宁师范学院物理系 内蒙古乌兰察布 012000）

谈动量定理在生活中的安全保护

曹剑英 弓美桃

（集宁师范学院物理系 内蒙古乌兰察布 012000）

动量定理在冲击和碰撞问题中特别有用，本文运用动量定理来处理生活中的现象，谈生活中的一些保护措施。在教学中开展这样的活动不仅有利于学生熟练掌握基本概念、规律，同还有利于提高学生分析问题、解决问题的能力，同时激发学生学习物理的兴趣。

动量定理；冲量；碰撞；冲力；安全保护；兴趣

物理学是与人类的生活、生产实践紧密地相联系，学会用物理知识分析生活、生产中的实际问题， 不仅有利于学生熟练掌握基本概念、规律，同还有利于提高学生分析问题、解决问题的能力，同时激发学生学习物理的兴趣。下面分析几个与动量定理相联系的实际问题。

一、生活中的现象

1.“最美司机”——吴斌。2012年5月9日中午发生了这样一幕感人的事情。吴斌是杭州长途的快客司机，11点39分24秒，一个块状物体，穿过挡风玻璃，击中吴斌腹部。吴斌似乎被这突如其来的“块状物体”弹了一下，先用右手捂住腹部，挣扎着将右腿伸长，用31秒将车刹住，确保车24名乘客的安全。年仅48岁的吴斌，因伤势过重，抢救无效，于6月1日不幸去世。他没有把最宝贵的第一时间留给自己拔打120，而是留给车上的24名乘客。他的光荣事迹让人们永远值的学习。但是值得我们思考的是，为什么铁块会有这么大的冲击力呢？如果我们知道动量定理，这个问题就自然解决了。因为汽车在行驶的过程中，速度很快，对面飞来的铁块也有一定的速度，由于作用时间极短，动量变化较大，根据动量定理，瞬时的作用冲力就会很大，所以使吴斌的身体受到很大的创伤。

2.“最美快递员”——5名顺丰快递员。2013年6月发生在宁波宁海县，5名快递员在紧急关头伸手织成网状将一个从四楼掉下来的小孩救了下来，两岁小孩身体没有受伤，但是其中一位快递员胳膊骨折。从这两个事例中我们看到他们是冒着生命去救别人，这种崇高的品格值得敬畏，值得学习。

二、理论分析——应用动量定理我们可以估算出冲力的大小

应用动量定理比牛顿定律更具有广泛性，而且运用更方便。具体可表述为：作用于物体上的合外力的冲量等于物体动量的增量。

在实际应用中，由于时间变化很大，所以瞬时冲力无法测量，但是由于碰撞前后的动量和作用时间都较容易测定，根据动量定理求出冲力的平均值，然后根据实际需要乘上一个保险系数就可估算出冲力的峰值。如图1 给出冲力的图示，可以看到瞬时的冲力是变化很大的力。[1]

图1 冲力的图示

这就相当于469kg物体的重量打在快递员的胳膊上，由力学原理可知这是任何一个人都不能承受得住的。所以他的胳膊导致骨折。

2.剖析“机毁人亡”事件

据报到：1962年，一架“子爵号”客机，在美国的伊利奥特市上空与一只天鹅相撞，客机坠毁，十七人丧生。1980年，一架英国的“鸽式”战斗机坠毁，飞行员弹射逃生。小小的飞禽能撞毁飞机吗?上述新闻是否真实?用理论知识分析如下：

碰撞的特点是参与碰撞的物体之间的相互作用力很大，但作用时间很短( 这种力称为冲力)，因此当考虑其中某一物体动量的变化时，一般只要计及别的物体对该物体作用的冲力的冲量，而不必计及该物体所受到的重力的冲量。因为重力是恒力，在很短的碰撞过程中作用的冲量和冲力作用的冲量相比往往可以略去不计，这样可使问题得到简化。[3]用动量定理估算作用力的大小，它同一般的估算问题—样，其解决问题的关键是根据实际物理现象建立物理模型，估计各有关量的大小，然后进行计算。

三、运用动量定理做一些安全保护

利用动量定理的例子很多，如何去避免或减少一些危害，是我们考虑问题的关键。根据动量定理可知，要使物体动量发生变化，作用于物体的力和相互作用持续时间是两个重要的因素。因此人们在实践中，在物体动量的变化给定时，常常用增加作用时间来减缓冲力。

四、总结

物理学对初学者来说是比较抽象的。但是它是一门与生活联系非常紧密的一门学科。只要通过系统的理论知识和生活经验有效的联系起来是我们学习的目的。物理学是与时俱进的。物理学是服务于人类，人类创造文明。

研究性教学的一个基本理念就是教育要面向生活，即面向学生周围生活的环境，使学生能依照生活经验来实现知识的有效建构；能深刻感悟所学知识的生活意义和价值，产生追求科学的内在动力；拉近科学与生活之间的距离，并提高分析和解决时间问题的能力。物理教学应注重联系实际。学生最熟悉的物理情景是生活中遇到的物理问题，感受最深的物理现象也是从生活中而来，从生活感受开始探究物理问题最易激发学生学习兴趣，源于生活的物理问题最易激发学生的思维。本文通过力学中动量定理这一知识点与现实生活的联系拓展，引导学生学会从身边事物中去发现物理现象、理解物理原理、总结物理规律。

[1]赵近芳.大学物理简明教程[М].北京邮电大学出版社,2008,6.

[2]周营川.应用动量定理剖析生活现象[J].物理教学探讨,2004,3.

[3]程达三.运用动量定理研究碰撞现象应注意的问题[J].山西师大学报(自然科学版),1987,2.

On the safety protection of momentum theorem in life

Cao Jian-ying, Gong Mei-tao

(Physics Department of Jining Normal College, Wulanchabu Inner Mongolia,012000, China)

The theorem of momentum is particularly useful in impact and collision problems, by using the theorem of momentum to deal with the phenomenon in life, some protection measures in life. To carry out such activities in the teaching not only help students master the basic concepts, rules, but also to improve the students' ability to analyze and solve problems, and stimulate students’ interest in learning physics.

the theorem of momentum; momentum; collision; impact; safety protection; interest

P425.2+3

A

1000-9795（2014）03-0004-01

［责任编辑：董 维］

2014-01-15

曹剑英（1982-），女，内蒙古乌兰察布人，助教，从事理论物理方向的研究。

弓美桃（1983-），女，内蒙古乌兰察布人，助教，从事通信技术方向的研究。