能量守恒在解決高中物理問題方面的應用與探討

任孟琦

摘 要：能量守恒定律是高中物理的課程中一個重要知識點，當然能量守恒并不是獨立的知識點，它在力學、熱學、電磁學等多方面都有應用，進行不同形式的能量轉化，是解決高中物理問題的重要方法，所以本文主要從能解決量守恒問題的注意事項和在力學、熱學、電磁學的具體應用來分析能量守恒在解決高中物理問題方面的應用和探討。

關鍵詞：能量守恒；高中物理；問題；應用

在高中物理學習中，會有很多相似或者相關的已知概念，但是在能量守恒的具體應用中需要明確題目的前提，是否符合能量守恒，如果符合則可以使用。其實，能量守恒定律的應用是很廣泛的，也就是說，對物理學中的不同類型的物理問題，從能量守恒入手，可以找到清晰的分析思路和方法。但是要想熟練地運用能量守恒定律就必須熟記能量守恒定律的表達公式及其守恒條件，要不就會用錯[1]。

并且要注意以功能關系為切入點。在高中課程對于能量守恒的設置中，能量是伴隨著多種形式變化的，所以在進行解題的時候一定要考慮清楚能量的變化關系，并且要考慮到能量的消耗等問題。根據不同的能量變化選擇不同的公式定理，注意能量的守恒特性，不要忽略任何一個能量轉化的可能。

一、能量守恒在解決高中物理問題方面的應用

能量守恒是這個世界上不可思議又可以理解的事情，因為我們會發現世界上很多東西都是相輔相成的，并且相生相克的東西也不少，自然界的生物幾乎都有天敵，所以能量會產生也會消失，萬物都在能量守恒中。而對于我們學習高中物理的解決方法實際上也是解決生活中的實際問題。我們對于物質運動的基本量度依據主要是能量，當能量守恒定律被發現以來，通過對不同形式之間的能量轉換及守恒，我們可以發現自然界中物質運動和變化的規律，進而提升社會文明程度推動社會的進步[2]。

（一）能量守恒在力學的應用。在力學的學習過程中我們都知道，如果物體僅僅受到重力和彈力的作用，那么物體的能量就會在勢能和動能之間進行轉換，并且機械能的總量不變，對于這種情況下我們稱之為機械能守恒定律[3]。所以再具體解題應用中對于受力復雜的部分可以進行通過能量守恒進行簡化處理。比如說在光滑的水平地面上，有兩個彈簧相連的兩個物體，A緊貼墻角并且A的質量是B的二倍，然后外力F作用在B物體，這時候彈簧做功用W表示。此時去掉外力，試問A離開墻壁的最大彈性勢能？如果這道題用受力分析來解會非常困難，但是通過能量守恒，將兩個物體作為整體，通過分析可以得到兩物體速度統一時才會達到最大彈性勢能。所以對于不同的題型需要不同的解決手段，在日常學習中也需要對于能量守恒定律的解題經驗進行總結。

（二）能量守恒在熱學的應用。對于熱學運動來說，能量守恒定律也是可以應用的，這也是解決熱學大題的突破口，但是熱學一般作為選修教材知識點出現，但是每年的教學大綱也可能有所調整，所以對于熱學的學習也需要足夠重視。熱學主要是氣體壓強和做功這兩個重要的知識點，一般常見的題型都是封閉的空間中，會分成兩格，并對一邊的空格進行加熱，導致空格內能的增加，隨之影響另外的空格能量變化，而出現活塞運動，所以這里面的重點是要確定誰對誰做功，通過單個的能量分析，再進行整體能量分析。所以必須要熟悉整個運動的過程，了解能量的轉化，因為能量不可能憑空產生，同時也不可能憑空消失，所以對于熱學的能量守恒定律注意規律的總結，以及實際操作經驗，提高解題的準確率，一定可以掌握能量守恒定律的解題辦法。

（三）能量守恒在電磁學的應用。對于能量守恒來說，重要的就是確定能量轉化關系，尤其是電能，電磁學不同于力學容易理解，因為本身具有抽象性，所以對于能量轉換的理解上是有一定難度的，需要學習歐姆定律、電磁感應等為基礎，通過能量守恒的巧妙運用，更加直觀思考能量變化。因為其存在形式的特殊性，不能夠用一般的解決辦法，所以利用轉化思想來解決問題就是解決問題的關鍵所在，在解題的時候一定要確定整個系統中有幾種能量的轉化，以及變化方向等，再由整體到個體進行分析，自然可以清晰的確定能量轉化解決問題。并且電磁學是考試中的大題，雖然它不局限于能量守恒問題，但是多一種解決方法，也就多一種思維方式，有利于考試中思維發散。但是由于電磁學的題型相對復雜，還是需要在日常學習生活中，加強對于這種題型的訓練，大量的練習一定會累積很多的解題經驗，很容易找出解題規律。不過在解題時一定要善于思考，因為這類題型會有很多蒙蔽性的表述存在，所以即使在電磁學的環境下，也要合理的將某些系統看做是整體，明確的進行能量轉換的分析，運用能量守恒解決物理問題。

能量守恒在高中物理的應用很廣泛，因為能量的形式總是通過不同的方式轉換為不同的能量表現形式，當然能量是可以傳遞的，不僅是在物理中，在生活中也是應用很廣泛的，所以說掌握好能量守恒的特點以及規律以及在各種方面的轉換過程等一定可以有效的解決高中物理的相關問題，提高對物理學科的學習能力。

參考文獻：

[1]王鈺博.探析能量守恒在解決高中物理問題方面的應用[J].科學大眾（科學教育），2017（12）：34，134.

[2]閆志誠.力學中三個能量守恒定律的應用分析 ——高中物理[J].新一代，2018（2）：163.

[3]李瑤.高中物理學習一般問題與對應策略[J].中外交流，2018（30）：173.

[4]李小紅，李桂.初高中物理教學銜接問題初探[J].中學教學參考，2018（14）：51-52.