高中物理機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)技巧淺談

王楚瑤

(山東省壽光一中2016級(jí)高二3班 262700)

物理是對(duì)時(shí)間、空間和物質(zhì)以及能量進(jìn)行研究的一門自然學(xué)科，也是推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的重要力量.教育體制的不斷改革，要求我們能夠在學(xué)習(xí)的過(guò)程中建立知識(shí)體系，不斷拓展思維模式，這樣才能夠適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)對(duì)于人才的需求特點(diǎn).高中物理的學(xué)習(xí)，是高中學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，尤其是在機(jī)械能守恒的學(xué)習(xí)中，很多同學(xué)都會(huì)遇到很多困難，以至于解答物理問(wèn)題時(shí)束手無(wú)措，導(dǎo)致在考試中失分.機(jī)械能守恒的學(xué)習(xí)是開展高中物理學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)和前提，能夠在解決問(wèn)題的過(guò)程中深刻把握能量的變化規(guī)律，在受力分析、能量轉(zhuǎn)換等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用.所以，研究高中物理機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)技巧，對(duì)于建立物理學(xué)習(xí)體系、拓展物理學(xué)習(xí)思維具有重要意義.此外，通過(guò)研究高中物理機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)技巧，能夠不斷提升解決實(shí)際問(wèn)題的能力.

一、機(jī)械能守恒的基本概念

機(jī)械能守恒定律是物體運(yùn)動(dòng)中的一條重要規(guī)律，對(duì)于把握物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和能量變化具有關(guān)鍵作用，在實(shí)際問(wèn)題解決中，機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用能夠大大提升解決效率.機(jī)械能包括了重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能，三種能量之間的相互轉(zhuǎn)化并保持總機(jī)械能守恒，這就是機(jī)械能守恒的基本概念.機(jī)械能守恒定律的基本特點(diǎn)包括：一定狀態(tài)下，整個(gè)系統(tǒng)機(jī)械能總量相等；系統(tǒng)動(dòng)能增量與勢(shì)能減量相等；當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)A物體增加時(shí)，B物體一定減少了相應(yīng)的機(jī)械能.

二、高中物理機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)技巧

1.機(jī)械能守恒的判斷

在判斷機(jī)械能守恒的過(guò)程中，首先可以利用機(jī)械能的定義進(jìn)行判斷.比如，當(dāng)物體在水平面處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，那么物體的動(dòng)能和勢(shì)能都不會(huì)產(chǎn)生變化，那么當(dāng)然遵循機(jī)械能守恒；當(dāng)物體沿著斜面勻速下滑時(shí)，動(dòng)能肯定是不變的，但是重力勢(shì)能在下降，那么由此可知其機(jī)械能是減少的.

此外，還可以利用做功來(lái)判斷機(jī)械能守恒.這就需要對(duì)物體進(jìn)行受力分析，當(dāng)物體僅僅受到重力時(shí)，機(jī)械能守恒；當(dāng)物理受到重力作用和其他力的作用，但是其他力做功代數(shù)和為0時(shí)，機(jī)械能也是守恒的.利用做功來(lái)判斷機(jī)械能守恒，其關(guān)鍵就是判斷物體是否受到外力作用以及做功代數(shù)和是否為0.在圖中，水平面為光滑狀態(tài)，無(wú)論彈簧B帶著子彈向左還是向右運(yùn)動(dòng)，只有彈簧的彈力在做功，所以在此系統(tǒng)中機(jī)械能是守恒的.

能量轉(zhuǎn)化也是判斷機(jī)械能守恒的一個(gè)關(guān)鍵技巧.系統(tǒng)與外界未發(fā)生機(jī)械能的傳遞、機(jī)械能也未發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)，那么系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.動(dòng)能以及勢(shì)能的變化狀態(tài)，是判斷機(jī)械能是否守恒的重要依據(jù).當(dāng)系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化時(shí)，由于兩者都屬于機(jī)械能，所以機(jī)械能是守恒的.在圖中，子彈射入B的過(guò)程中，有內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，那么此時(shí)機(jī)械能就不是守恒的.

2.明確機(jī)械能守恒的表達(dá)式

機(jī)械能守恒的表達(dá)式，是在進(jìn)行機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)中非常關(guān)鍵的內(nèi)容，對(duì)于建立物理學(xué)習(xí)體系有著重要意義.掌握機(jī)械能守恒的表達(dá)式，是解決機(jī)械能守恒問(wèn)題的基礎(chǔ)和前提.

第一，系統(tǒng)最初具有多少機(jī)械能，那么根據(jù)機(jī)械能守恒定律，在最終狀態(tài)系統(tǒng)的機(jī)械能就有多少.由于是勢(shì)能與動(dòng)能共同組成機(jī)械能，那么無(wú)論動(dòng)能和勢(shì)能在過(guò)程中怎樣變化，動(dòng)能和勢(shì)能的和在開始和最終狀態(tài)是相等的.

第二，勢(shì)能與動(dòng)能之間能夠進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中遵循動(dòng)能增加量一定等于勢(shì)能減少量，那么自然動(dòng)能的減少量一定等于勢(shì)能的增加量.

在機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)該始終牢記上述表達(dá)關(guān)系式，并能夠根據(jù)不同的系統(tǒng)情況進(jìn)行合理的分析，提高問(wèn)題的解決能力.重力勢(shì)能的參考面的選擇，是在應(yīng)用第一條表達(dá)式時(shí)需要關(guān)注的問(wèn)題.在應(yīng)用第二條表達(dá)式的過(guò)程中，可以將零勢(shì)面作為重力勢(shì)能的參考面.通過(guò)對(duì)于機(jī)械能守恒表達(dá)式進(jìn)行反復(fù)研究，能夠提升我們?cè)诮忸}時(shí)的解題技巧，不斷拓展解題思路，實(shí)現(xiàn)物理綜合能力的提升.

3.合理選擇研究對(duì)象

合理選擇研究對(duì)象，是在進(jìn)行機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)技巧的運(yùn)用中非常關(guān)鍵的一個(gè)步驟，能夠使得問(wèn)題更加清晰且具有條理性，幫助我們有條不紊的解決機(jī)械能守恒問(wèn)題.高中物理的難度相對(duì)較大，一個(gè)系統(tǒng)中往往涉及多個(gè)研究對(duì)象及運(yùn)動(dòng)過(guò)程，如果此時(shí)亂了陣腳不知該從何下手，那么就會(huì)導(dǎo)致解題思路的混亂.所以，應(yīng)該根據(jù)題目的要求，首先找到能夠方便解題的研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)分析，巧妙利用機(jī)械能守恒來(lái)解決問(wèn)題.

4.合理選擇零勢(shì)能面

零勢(shì)能面的選擇，是在進(jìn)行機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)時(shí)非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是解題過(guò)程中簡(jiǎn)化解題過(guò)程的重要方法.系統(tǒng)的最低點(diǎn)的確定，是進(jìn)行機(jī)械能守恒研究的關(guān)鍵，在進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)該注重零勢(shì)能面的確定，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行物理狀態(tài)分析，能夠更加清晰合理.

高中物理是我們認(rèn)知世界、探索世界的重要學(xué)科，由于其涉及的內(nèi)容龐雜，所以不同定律的合理應(yīng)用能夠幫助我們簡(jiǎn)化解題過(guò)程，提高解決問(wèn)題的效率.其中，機(jī)械能守恒定律是高中物理學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，其主要研究物體或者系統(tǒng)的動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化情況.掌握機(jī)械能守恒定律的學(xué)習(xí)技巧，有助于拓展物理思維，實(shí)現(xiàn)物理知識(shí)的靈活運(yùn)用.在學(xué)習(xí)機(jī)械能守恒定律時(shí)，首先，應(yīng)該進(jìn)行機(jī)械能守恒的判斷，可以從定義、做功和能量轉(zhuǎn)化的角度進(jìn)行判斷；其次，應(yīng)該明確機(jī)械能守恒的表達(dá)式；最后，應(yīng)該合理選擇研究對(duì)象和零勢(shì)能面，簡(jiǎn)化解題過(guò)程.