能量守恒在高中物理教學中的應用

劉娣

【摘 要】我們對于物質運動的基本量度依據(jù)主要是能量，當能量守恒定律被發(fā)現(xiàn)以來，通過對不同形式之間的能量轉換及守恒，我們可以發(fā)現(xiàn)自然界中物質運動和變化的規(guī)律，進而提升社會文明程度，推動社會的進步。在高中物理教學之中，可以將能量守恒引入到教學應用之中，更好地運用能量守恒定律實現(xiàn)對現(xiàn)實問題的解決。

【關鍵詞】能量守恒；高中；物理；教學；應用

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)實問題的重要定律和依據(jù)，也極大地推動了社會文明的進步和發(fā)展。在高中物理教學之中，將能量守恒定律應用于教學實踐，使學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中應用的注意內容

1.選擇適宜的研究對象

在高中物理教學內容中，能量守恒定律應用于現(xiàn)實問題的解決還相對簡單，例如：將能量守恒定律應用于物體和地球現(xiàn)實問題、彈簧與物體之間的問題等，在運用能量守恒定律進行這些現(xiàn)實問題解決的過程中，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，它不僅可以應用于單個物體之中，而且還可以應用于整個系統(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，則只有在內部動能與重力勢能之間的轉換的條件下，才能適用能量守恒。

3.注意以功能關系為切入點

高中物理的學習大多涉及能量，如：電場能、分子運動內能、電能等，對于可以運用公式進行計算的能量，則直接導入公式即可；而對于無法運用公式進行能量計算的，則可以尋找其功能關系加以轉換，學生通過學習和總結，獲悉不同能量變化狀態(tài)下力的做功狀態(tài)，增進對功能關系的理解和辨析，從而輕松自如地運用能量守恒定律解決現(xiàn)實問題。

二、能量守恒定律在高中物理教學中的應用例題分析

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.該物體的部分機械能轉化為內能；

D.該物體的全部機械能轉化為內能。

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)生轉化。根據(jù)能量守恒定律，減少的勢能必然要轉化為其他形式的能，而由粗糙的表面可以得悉物體與之必然會產生摩擦生熱的現(xiàn)象，也即減少的勢能會轉化為內化。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，鋼板的質量為2m、厚度為2d，一顆質量為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、質量為m的相同兩塊，并使之保持一定的距離，當子彈在同樣的速度之下垂直射擊第一塊鋼板，并射穿進入到第二塊鋼板時，嵌入鋼板的深度為多少？假設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。

例3：如下說法之中，關于能量的說法正確的為（ ）

A.砂輪磨刀是將內能轉化為動能；

B.當隕石進入到大氣層之中成為流星時，其能量轉換表現(xiàn)為：內能轉化為機械能；

C.當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化為了動能；

D.當給輪胎打氣時，打氣筒會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，這是由于出現(xiàn)了機械能轉化為內能的緣故。

例題解析：這是利用能量守恒定律進行現(xiàn)實問題的解決，具體分析如下：砂輪進行磨刀，是一種克服摩擦力做功的過程，期間是機械能轉化為內能的過程，而不是內能轉化為動能；隕石進入到大氣層之中，需要克服摩擦力做功，機械能損耗，導致內能增加，產生發(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，水蒸氣產生的內能轉化為機械能；給輪胎打氣的過程中，是對氣體進行壓縮做功，即由機械能轉化為內能。因此，上述運用能量守恒定律，進行現(xiàn)實問題的解決之中，D答案為正確的選擇。

三、結束語

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。在高中物理教學中應用能量守恒定律，需要把握注意內容，使學生能夠運用能量守恒定律進行輕松的物理解題。

【參考文獻】

[1] 潘曦昊.高中物理學習中能量守恒定律的分析[J]. 同行. 2016（14）

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