能量守恒在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

劉娣

【摘 要】我們對于物質(zhì)運(yùn)動的基本量度依據(jù)主要是能量，當(dāng)能量守恒定律被發(fā)現(xiàn)以來，通過對不同形式之間的能量轉(zhuǎn)換及守恒，我們可以發(fā)現(xiàn)自然界中物質(zhì)運(yùn)動和變化的規(guī)律，進(jìn)而提升社會文明程度，推動社會的進(jìn)步。在高中物理教學(xué)之中，可以將能量守恒引入到教學(xué)應(yīng)用之中，更好地運(yùn)用能量守恒定律實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)問題的解決。

【關(guān)鍵詞】能量守恒；高中；物理；教學(xué)；應(yīng)用

在自然界之中，能量守恒定律被人類發(fā)現(xiàn)之后，成為了解決現(xiàn)實(shí)問題的重要定律和依據(jù)，也極大地推動了社會文明的進(jìn)步和發(fā)展。在高中物理教學(xué)之中，將能量守恒定律應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐，使學(xué)生更好地理解和把握能量守恒定律。

一、能量守恒定律在高中物理教學(xué)中應(yīng)用的注意內(nèi)容

1.選擇適宜的研究對象

在高中物理教學(xué)內(nèi)容中，能量守恒定律應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)問題的解決還相對簡單，例如：將能量守恒定律應(yīng)用于物體和地球現(xiàn)實(shí)問題、彈簧與物體之間的問題等，在運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行這些現(xiàn)實(shí)問題解決的過程中，要選擇適宜的研究對象。

2.必須要以判定能量守恒的條件為前提

能量守恒定律適用于極其寬泛的范疇，它不僅可以應(yīng)用于單個物體之中，而且還可以應(yīng)用于整個系統(tǒng)之中，因而要注意能量守恒定律適用的成立條件。如果是以單個物體為對象，則只有在重力或彈力做功的前提下，才能適用能量守恒；而如果以整個系統(tǒng)為對象，則只有在內(nèi)部動能與重力勢能之間的轉(zhuǎn)換的條件下，才能適用能量守恒。

3.注意以功能關(guān)系為切入點(diǎn)

高中物理的學(xué)習(xí)大多涉及能量，如：電場能、分子運(yùn)動內(nèi)能、電能等，對于可以運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算的能量，則直接導(dǎo)入公式即可；而對于無法運(yùn)用公式進(jìn)行能量計(jì)算的，則可以尋找其功能關(guān)系加以轉(zhuǎn)換，學(xué)生通過學(xué)習(xí)和總結(jié)，獲悉不同能量變化狀態(tài)下力的做功狀態(tài)，增進(jìn)對功能關(guān)系的理解和辨析，從而輕松自如地運(yùn)用能量守恒定律解決現(xiàn)實(shí)問題。

二、能量守恒定律在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用例題分析

例1：在一個表面粗糙的斜面之上，一個物體由頂端呈勻速下滑的狀態(tài)落至底端，則其能量變化狀態(tài)可以表現(xiàn)為

（ ）

A.該物體的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能；

B.該物體的重力勢能和動能呈相反趨勢，即重力勢能減少而動能增加；

C.該物體的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

D.該物體的全部機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

例題分析：例題中有已知條件為：勻速、下滑，可以由這兩個已知條件獲悉：物體的勻速狀態(tài)下則動能是不會發(fā)生變化的；物體的下滑狀態(tài)則表示勢能在不斷減小且沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化。根據(jù)能量守恒定律，減少的勢能必然要轉(zhuǎn)化為其他形式的能，而由粗糙的表面可以得悉物體與之必然會產(chǎn)生摩擦生熱的現(xiàn)象，也即減少的勢能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)化。因而可以得知：C為正確的答案。

例2：在一個水平光滑的平面之上，放置了一個靜止的鋼板，鋼板的質(zhì)量為2m、厚度為2d，一顆質(zhì)量為m的子彈以垂直的角度射擊鋼板，并剛好擊穿。如果將這塊鋼板分割為厚度為d、質(zhì)量為m的相同兩塊，并使之保持一定的距離，當(dāng)子彈在同樣的速度之下垂直射擊第一塊鋼板，并射穿進(jìn)入到第二塊鋼板時，嵌入鋼板的深度為多少？假設(shè)鋼板對于子彈的阻力保持不變，兩塊分割的鋼板不會出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象，且對重力忽略不計(jì)。

例3：如下說法之中，關(guān)于能量的說法正確的為（ ）

A.砂輪磨刀是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能；

B.當(dāng)隕石進(jìn)入到大氣層之中成為流星時，其能量轉(zhuǎn)換表現(xiàn)為：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；

C.當(dāng)燒壺中的水沸騰之時，壺蓋會上下跳動，這是由于水的勢能轉(zhuǎn)化為了動能；

D.當(dāng)給輪胎打氣時，打氣筒會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，這是由于出現(xiàn)了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的緣故。

例題解析：這是利用能量守恒定律進(jìn)行現(xiàn)實(shí)問題的解決，具體分析如下：砂輪進(jìn)行磨刀，是一種克服摩擦力做功的過程，期間是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，而不是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能；隕石進(jìn)入到大氣層之中，需要克服摩擦力做功，機(jī)械能損耗，導(dǎo)致內(nèi)能增加，產(chǎn)生發(fā)光發(fā)熱的現(xiàn)象；燒壺煮水會沸騰，液體的水會變?yōu)槠麘B(tài)的水蒸氣，水蒸氣產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；給輪胎打氣的過程中，是對氣體進(jìn)行壓縮做功，即由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。因此，上述運(yùn)用能量守恒定律，進(jìn)行現(xiàn)實(shí)問題的解決之中，D答案為正確的選擇。

三、結(jié)束語

綜上所述，能量守恒是一種常見的、普遍性的定律，它通過對狀態(tài)和過程的確定，保持能量的恒定。在高中物理教學(xué)中應(yīng)用能量守恒定律，需要把握注意內(nèi)容，使學(xué)生能夠運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行輕松的物理解題。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]張子茜.如何用能量守恒分析高中物理問題[J]. 高考. 2016（18）