論述高中物理中機械能的種類和區分方式

溫云帆

摘 要：現階段，高中物理課程的學習過程中，我們對于機械能的學習情況以及具體的分類區分方式了解程度不夠深，很容易在解答機械能有關的題目過程中出現遺漏、概念不清的現象，出現這種現象的主要原因便是學生無法有效的區分機械能，并且不清楚區分的具體方式等。下面筆者主要來闡述當前高中物理中機械能的種類以及區分方式。

關鍵詞：機械能；區分方式；種類

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.238

在物理學的課程學習中，能量這一概念涉及到的內容是非常繁多的，并且對于我們學生來說也是一個重難點，很多學生在這方面的學習過程中都存在一定的薄弱點。需要注意的是，物理學中能量與功的關系是非常密切的，一個物體能夠做功，則說明物體是具有能量的。而一個物體做功越多，則能量就越多。

1 動能

在了解機械能之前，首先需要了解動能的概念，當風吹著船前行的過程中，風對帆船的帆做了功，使得帆船具有動能。人們在拍打乒乓球的過程中，利用拍子給乒乓球傳力，給乒乓球一定的動能。上述這一類物體都可以說具有動能，風、人們的用力都是做功的過程，一切的物體都具有動能。

2 勢能

人們在舉高物體的過程中，會感到身體的勞累，在上樓梯的過程中也會感到腿部的勞累。而在這一過程中便是人們重力做功的過程，重力做功會導致重力勢能的增加，而人們為了能夠將物體舉高，走上更高的樓層，就需要克服相應的重力來進行做功，物體以及自身相應的重力勢能增加。

3 機械能

3.1 機械能的概念分析

機械能是動能與勢能的總稱，一個物體即能夠具有動能也可以有勢能。比如說在天空中滑翔的小鳥，其既具有空氣做功所給予的動能，也具有一定的勢能。將這兩種能量加起來便是小鳥的機械能，機械能是高中物理課程學習過程中一種常見的形式。

需要注意的是機械能中動能以及勢能是能夠相互轉化的，并且在轉化的過程中會保持機械能的不變。決定動能的主要是物體的質量以及速度，重力勢能是物體的質量以及高度。在只有動能以及勢能的過程中，機械能的總量能夠保持不變，即機械能為守恒的。

3.2 機械能的區分

首先，我們在高中階段所學習的有關帶電物體不在少數，并且機械能也能夠與電勢能結合起來。從概念上來將帶電物體的電勢能并不屬于機械能，但是在做題的過程中可以利用動能定理來進行題目的解析。例如在電場力中，電場力對帶電物體做正功，那么可以斷定帶電物體的電勢能是降低的，機械能則是增加的。反之則說明電勢能增加，機械能相應的減少。

其次，人們在打樁的過程中，重錘從地下提到半空中的過程，重錘被舉高，因此能夠做功，舉高的物體所具有的重力勢能，當物體所具有的質量以及高度越大，則說明重錘的重力勢能越大，而重錘是相對靜止的，因此可以說機械能是不斷增加的。

第三，射箭運動員在拉弓射箭的過程中，所涉及到的勢能為彈性勢能，因此在這一過程中機械能是動能與彈性勢能之間的關系。在拉弓的過程中，人們用力使得彈簧對弓箭做功，物體發生彈性形變而產生相應的彈性勢能，當拉弓到最大的程度時，彈性勢能達到最大，選手一旦方式，彈性勢能與動能會發生相應的轉變，彈性勢能不斷的變成動能，如果在不考慮空氣阻力的情況下，弓箭的機械能是不變的[1]。

3.3 機械能的區分方式分析

在進行機械能有關題目的學習過程中，我們需要從題干、題目所給出的信息當中首先分析出題目說涉及的內容是單一的還是系統的。

首先單一物體的機械能區分方式需要對題干當中是否存在阻力、摩擦力進行分析，例如在阻力不計的拋體運動、固定的光滑斜面上、固定的光滑圓弧上所進行的運動大多數都是機械能不變的。三個質量相同的小球懸掛在三根長度不等的細線上， 分別把懸線拉至水平位置后輕輕釋放小球， 已知線長 La < Lb < Lc， 則懸線擺至豎直位置時， 細線中張力大小關系是：

A. Tc > Tb > Ta B. Ta > Tb > Tc

C. Tb > Tc > Ta D. Ta= Tb = Tc

這一題目在解答的過程中需要學生了解到機械能的區分，將三個小球在最低點的速度設為V，線的張力為T，則根據機械能守恒以及圓周運動的相關概念分析得出。mgL=1/2mv2，T-mg=mv2/L，最終得出T=3mg，與線的長度沒有關系，只與小球的重量有關系，因此通過這一題目能夠看出，學生需要能夠充分的區分題目當中的機械能，并且能夠列出相應的機械能守恒定理，最終聯立方程解答題目。

其次，在系統機械能的區分過程中，需要對系統的做功情況來判斷，如果系統之外的力對系統做正功，系統機械能增加；做負功則系統的機械能減少。不做功則機械能不變。需要注意的是系統中相互作用力做功，不會使其他形式的能參與到機械能的轉化中，同時系統內物體的內能不會影響機械能的變化。比如說繩子的彈力、斜面對物體的彈力以及桿所產生的彈力等，都是相互作用力之間的做功轉換，對于物體的機械能來說是不變的[2]。

4 總結

綜合上文所述，本文筆者主要從當前高中物理課程中機械能的種類以及區分方式入手進行分析和探究，機械能的種類以及區分方式在題目的解答過程中具有重要的作用和意義，需要引起我們的重視[3]。

參考文獻：

[1]袁令民，廖伯琴，李富強.高中物理教師使用新課程教科書情況調查及影響因素探析[J].教育學報，2013（02）：76-81+95.

[2]冷冰冰.高中物理課程標準的核心素養分析[J]. 教育導刊，2015（08）：49-52.

[3]仲扣莊，郭玉英，彭征.20世紀前期高中物理教科書中近代物理內容介紹與評析[J].課程.教材.教法，2014（05）：98-104.