高中物理學習中能量守恒定律的分析

馬曉莉

摘 要：高中物理的學科核心素養的培養中就有一項守恒思維的培養，物理知識在生活中的應用十分廣泛，甚至可以決定人們對于生活的態度。而能量守恒定律則是物理學科中十分重要的一個概念，也是一個物理的學習思維，掌握這個定律或者是思維有助于學生對于物理知識的學習，并且還可以提高學生的學習效率以及對于物理知識的應用能力。本文以人教版高中物理課本為例，主要針對物理學習中能量守恒定律的分析進行探究，簡述了能量守恒定律，然后在力學、光學以及電學等方面進行了能量守恒定律的應用分析，希望可以對相關的研究或者是教學提供一些靈感。

關鍵詞：高中教學;物理教學;能量守恒定律;應用分析

引 言

在我們的生活中，能量是一種看不見摸不著但是卻真實存在的東西，并且這種東西直接推動了社會的發展。而在高中的物理課本中能量直接貫穿了整個物理體系，所有的知識都是圍繞著能量進行的，因此在針對高中物理的學習中對于能量守恒定律的理解以及掌握，直接決定了學生對于物理相關知識的理解和掌握能力。能量守恒定律物理的各個方面都具有普遍適用性，比如說在電學、力學以及光學方面，能量守恒思想的應用直接推動了這些物理分支的發展。此外高中生最主要的目標就是高考，在高考的試題中其中有很大一部分都是可以用能量守恒定律來進行解題的，因此掌握能量守恒定律不僅僅可以提高學生的學習能力，而且也有助于學生提高對問題的分析能力以及解決問題的能力。

一、定律概述

在實際的生活中，能量的存在形式多種多樣，而且這些能量通過一些手段是可以進行轉化的。能量守恒定律主要是指，一個物體的總能量等于傳出和傳入能量的總和[1]。能量的轉化時間里在對熱的性質有正確認識的基礎上的，而對于物質運動的形式轉化那么就需要建立在相關的一些科學思維基礎上的，因此相比于物體運動形式的轉化，能量的轉化更加的具有抽象性。比如電力，目前常見的發電方式為火電、水電以及核電三種，這其中火電是利用熱能加熱水，使水變為水蒸氣，然后用水蒸氣推動汽輪機的運動，最后將機械能變為電能。而水電則是將水的勢能轉變為電能，而核電基本原理和火電一樣為‘燒開水模式。當然還有一切其他發電模式，光伏發電就分為兩種形式，第一種是直接發電，而第二種則是間接發電，所謂的直接發電就是太陽能板直接將光能轉變為電能，而間接發電則是將太陽能集中起來，然后“燒開水”。

二、應用分析

（一）力學

力學中對于能量守恒定律的應用是高中物理中最多的，也是力學學習的重要內容，基本上所有的力學立體考慮的基礎句式能量守恒，如果最后在解題完成之后出現能量不守恒的情況，那么就代表學生的解題過程錯誤，答案也錯誤。而能量守恒在力學中十分重要的主要原因是高中力學分析的過程中需要做到力學平衡，即所有方向的力的和為零;而且在力學的學習中還需要計算動能、勢能以熱能等多個內容，并且能量之間需要進行轉化，所以能量守恒定律就成為高中力學學習中的一個重要基礎也是學生解題的一個重要思維。比如說在《機械守恒定律》的學習中， 在一些題目中會綜合的進行考察，不僅僅考查學生對于機械守恒定律的理解，而且還需要考查學生對于力學的分析。在很多題目種重力勢能是一個非常重要的概念，通過這個概念可以對力的大小以及物體的重量等進行計算，進而推動整個題目的計算。

（二）電學

高中電學中能量轉化是基礎，其中最重要的就是電與磁的轉化，通過磁場可以將機械能轉化為電能。能量不能平白無故產生也不能平白無故的消失，這個思維在電能中的使用是非常廣泛的，帶點物體所做的功和其勢能的變化是相等的，這個過程就是能量守恒[2]。在題解的過程中，學生要有這個思維，而且這個思維對于學生學習很多電力學公式有很大的幫助，比如說歐姆定律以及楞次定律等等，這些定律的基礎就是能量守恒，如果能量不守恒那么這些定律就沒有存在的必要性。電能的產生基礎是進行切割磁感線運動，因此這個過程中就是將機械能轉變為電能的基礎，目前世界上基本上所有的發電機都遵循這個原理，只不過在推動機械能的過程中卻具有各種方案。

（三）光學

光學中的能量守恒定律最直觀的表現就是質能方程，這個方程將光和物質進行了統一。當然在光學中能量守恒定律應用最廣泛的地方是光電效應，其具體的解釋是，在光照條件下，物體會具有發射電子的現象。在這個過程中原子核對于電子有吸引作用，但是為了讓電子脫離原子核，那么就需要額外的能量將電力帶離原子核，這部分的作用會被稱為逸出功。在光學的學習過程中，能量的轉化其實是比較簡單的，只需要理解光電轉化的能量守恒即可，在針對各種做功的能量進行計算的過程中，學生需要強化計算能力以及公式的應用能力。

三、結束語

總而言之，能量守恒定律是物理學習中的一個基礎，也是學會必須具備的物理學習思維，只有這樣學生們才可以不斷地強化對于物理的認識，進而在學習的過程中才會更具有效率，進而提高對物理相關知識的掌握程度，在未來的解題以及生活中可以很好地應用物理知識。

參考文獻

[1] 曹文瑜. 對高中物理學習中能量守恒定律的分析[J]. 天天愛科學（教育前沿）， 2019（8）.

[2] 陳鵬安. 對高中物理中能量觀點的討論[J]. 速讀（上旬）， 2019， 000（003）：125.