能量守恒定律的實際應用

畢至申

（山東省乳山市第一中學）

能量守恒定律的實際應用

畢至申

（山東省乳山市第一中學）

能量守恒定律是高中物理的重點和難點，也是學生的易錯點。經(jīng)過多年學習探究，將這類問題進行了淺顯歸納，希望對于高中生今后的學習有一定的幫助，著重介紹能量守恒定律的相關運用。

能量守恒定律；誤區(qū)；應用

能量守恒定律一直是高考的熱點，認真剖析系統(tǒng)和物體之間的關系，掌握功和能之間的轉化對于加深理解能量守恒定律有著重要意義，為學生今后的物理學習打下了堅實的基礎。巧妙借助相關的輔助工具，在各種物理實驗中探尋物理的奧秘，對今后提高自身的物理素養(yǎng)和全面素質有非凡的意義。

一、高中生學習能量守恒定律的誤區(qū)

在最新版的物理教材中，能量主要包括機械能、分子能量以及電磁能量等。對于這些知識點，相信學生都不會陌生，但要讓學生自己講出這些能量的基本原理顯然不是一件容易的事。學生不斷跟隨教師的引導，了解相關的能量體系，自主研究能量值和能量變化。通過不斷研究和學習發(fā)現(xiàn)，能量值的計算有確定公式，但是磁場的能量值計算沒有相關的公式進行運算。通過不斷深入研究發(fā)現(xiàn)，能量的變化跟磁場對應力的變化有一定關系，這時一切就都變得明朗了。于是不難總結道：能量的轉化是以功作為計量單位，只要腦中形成這樣一個概念，解決功和能的相關問題就變得容易多了，時刻謹記能量的變化和做功關系，進而能夠熟練運用能量定律的相關原理。

例如，在學習電能變化與分子能變化這一章節(jié)內容的時候，不難發(fā)現(xiàn)教材中沒有明確的計算公式，學生對于這兩種能量的認知比較抽象化，不利于學生的理解和掌握。針對這一現(xiàn)象筆者建議，可以利用對比的方式來認知分子力做功和分子能量變化之間存在的關系。例如，重力勢能減少或者增加，就是對應物體重力做了多少正功與負功。同理，分子勢能的變化也跟分子力做功有不可分割的聯(lián)系，功和能的轉化遵循能量守恒定律，體現(xiàn)出了功和能之間的緊密聯(lián)系。

其實，還可以從機械能守恒角度入手。例如，假設一個能量系統(tǒng)忽略重力做功，還存在其他力在做功，那么機械能又是怎樣變化呢？筆者通過所學知識的推理得出能量不守恒的理論。忽略重力做功，其他力做功跟機械能之間存在正比關系，其他力做正功機械能增加，做負功機械能減少。這樣的研究課題建立在功和能的關系上進行，有助于高中生更好地理解能量守恒定律。

二、承認能量損失，拒絕“錯誤理解能量守恒定律”

能量守恒是高中物理常見的規(guī)律之一，體現(xiàn)了功和能之間的變化規(guī)律。筆者發(fā)現(xiàn)，越是簡單的理論，部分學生卻總是忽視能量守恒的存在。部分學生在實際應用過程中不能準確分析出能量的損失。例如，在研究物體碰撞過程中損失的機械能實驗中，由于學生的錯誤運用，導致學生忽視了在碰撞過程中摩擦損失內能這一先決條件的存在。例如，在學習電磁場這一章節(jié)內容的時候，學生不僅要分析震蕩過程中的能量轉化，也不能忽視電磁輻射損失的部分能量。有的學生忽視了電磁輻射的能量，致使錯誤理解了能量守恒定律。因此，筆者建議在今后的學習中應當重視將物理知識點與每一章節(jié)進行貫穿學習，認真分析其內在聯(lián)系，能自主全面分析和掌握能量守恒問題。

從歷年的高考可以看出，能量守恒考題部分主要涉及的就是能量守恒問題，針對這類高考習題，筆者建議應當培養(yǎng)自身的整體意識，把習題中出現(xiàn)的多個物體看做一個整體，巧妙運用能量守恒定律，將復雜的做功問題簡單化。換句話就是：組成系統(tǒng)的各個物體之間遵循能量守恒定律，物體之間只存在動能和勢能之間的轉化，如果沒有其機械能和其他能量的轉化時，這個系統(tǒng)的機械能守恒。

綜上所述，高中物理教材中的能量守恒定律是有證可查的，筆者建議應當將這類問題進行分類匯總，建立模型概念，在今后的題海戰(zhàn)術中不斷探尋相應的解題方法與解題技巧。例如，高中常見的滑槽類問題，學生只要認真分析物體的運動過程，找到物體運動到最高點和最低點的速度之間的關系，就能輕松解決這類問題。另外，動量守恒也可以進行建模。例如，常見的碰撞模型，學生要想證明動量是否守恒，筆者建議學生可以把這個復雜的碰撞模式，劃分成幾個子過程，這樣有助于學生思維變得更加活躍，動量守恒問題也就變得簡單化了。

總之，能量守恒定律是高中物理的重點，也是難點。雖然有大量的計算公式，但是學生并不能從根本上認知公式，導致在日常練習中錯誤引用公式，筆者建議學生應當認真挖掘教材中的“寶藏”，深入探究能量守恒定律，結合身邊的生活實際，透過現(xiàn)象去看本質，鍛煉自身的思維能力和觀察能力，靈活運用能量守恒定律，借助相關輔助工具進行實驗探究，真正理解能量守恒定律，對于今后學習物理有著重要的作用。

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［3］楊世玲,楊通錦.解讀高中物理教材能量觀［J］.凱里學院學報，2010（3）.

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·編輯孫玲娟