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      能量守恒在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用

      2017-05-16 10:22劉娣
      文理導(dǎo)航 2017年14期
      關(guān)鍵詞:能量守恒高中物理

      劉娣

      【摘 要】我們對(duì)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本量度依據(jù)主要是能量,當(dāng)能量守恒定律被發(fā)現(xiàn)以來(lái),通過(guò)對(duì)不同形式之間的能量轉(zhuǎn)換及守恒,我們可以發(fā)現(xiàn)自然界中物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和變化的規(guī)律,進(jìn)而提升社會(huì)文明程度,推動(dòng)社會(huì)的進(jìn)步。在高中物理教學(xué)之中,可以將能量守恒引入到教學(xué)應(yīng)用之中,更好地運(yùn)用能量守恒定律實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決。

      【關(guān)鍵詞】能量守恒;高中;物理;教學(xué);應(yīng)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(shí)問(wèn)題的重要定律和依據(jù),也極大地推動(dòng)了社會(huì)文明的進(jìn)步和發(fā)展。在高中物理教學(xué)之中,將能量守恒定律應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐,使學(xué)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(xué)中應(yīng)用的注意內(nèi)容

      1.選擇適宜的研究對(duì)象

      在高中物理教學(xué)內(nèi)容中,能量守恒定律應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決還相對(duì)簡(jiǎn)單,例如:將能量守恒定律應(yīng)用于物體和地球現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、彈簧與物體之間的問(wèn)題等,在運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行這些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題解決的過(guò)程中,要選擇適宜的研究對(duì)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(yīng)用于單個(gè)物體之中,而且還可以應(yīng)用于整個(gè)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(gè)物體為對(duì)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(gè)系統(tǒng)為對(duì)象,則只有在內(nèi)部動(dòng)能與重力勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)換的條件下,才能適用能量守恒。

      3.注意以功能關(guān)系為切入點(diǎn)

      高中物理的學(xué)習(xí)大多涉及能量,如:電場(chǎng)能、分子運(yùn)動(dòng)內(nèi)能、電能等,對(duì)于可以運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算的能量,則直接導(dǎo)入公式即可;而對(duì)于無(wú)法運(yùn)用公式進(jìn)行能量計(jì)算的,則可以尋找其功能關(guān)系加以轉(zhuǎn)換,學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)和總結(jié),獲悉不同能量變化狀態(tài)下力的做功狀態(tài),增進(jìn)對(duì)功能關(guān)系的理解和辨析,從而輕松自如地運(yùn)用能量守恒定律解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

      二、能量守恒定律在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用例題分析

      例1:在一個(gè)表面粗糙的斜面之上,一個(gè)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(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;

      B.該物體的重力勢(shì)能和動(dòng)能呈相反趨勢(shì),即重力勢(shì)能減少而動(dòng)能增加;

      C.該物體的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;

      D.該物體的全部機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

      例題分析:例題中有已知條件為:勻速、下滑,可以由這兩個(gè)已知條件獲悉:物體的勻速狀態(tài)下則動(dòng)能是不會(huì)發(fā)生變化的;物體的下滑狀態(tài)則表示勢(shì)能在不斷減小且沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)化。根據(jù)能量守恒定律,減少的勢(shì)能必然要轉(zhuǎn)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(huì)產(chǎn)生摩擦生熱的現(xiàn)象,也即減少的勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)化。因而可以得知:C為正確的答案。

      例2:在一個(gè)水平光滑的平面之上,放置了一個(gè)靜止的鋼板,鋼板的質(zhì)量為2m、厚度為2d,一顆質(zhì)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(zhì)量為m的相同兩塊,并使之保持一定的距離,當(dāng)子彈在同樣的速度之下垂直射擊第一塊鋼板,并射穿進(jìn)入到第二塊鋼板時(shí),嵌入鋼板的深度為多少?假設(shè)鋼板對(duì)于子彈的阻力保持不變,兩塊分割的鋼板不會(huì)出現(xiàn)碰撞現(xiàn)象,且對(duì)重力忽略不計(jì)。

      例3:如下說(shuō)法之中,關(guān)于能量的說(shuō)法正確的為( )

      A.砂輪磨刀是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;

      B.當(dāng)隕石進(jìn)入到大氣層之中成為流星時(shí),其能量轉(zhuǎn)換表現(xiàn)為:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;

      C.當(dāng)燒壺中的水沸騰之時(shí),壺蓋會(huì)上下跳動(dòng),這是由于水的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能;

      D.當(dāng)給輪胎打氣時(shí),打氣筒會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,這是由于出現(xiàn)了機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的緣故。

      例題解析:這是利用能量守恒定律進(jìn)行現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決,具體分析如下:砂輪進(jìn)行磨刀,是一種克服摩擦力做功的過(guò)程,期間是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程,而不是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能;隕石進(jìn)入到大氣層之中,需要克服摩擦力做功,機(jī)械能損耗,導(dǎo)致內(nèi)能增加,產(chǎn)生發(fā)光發(fā)熱的現(xiàn)象;燒壺煮水會(huì)沸騰,液體的水會(huì)變?yōu)槠麘B(tài)的水蒸氣,水蒸氣產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;給輪胎打氣的過(guò)程中,是對(duì)氣體進(jìn)行壓縮做功,即由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。因此,上述運(yùn)用能量守恒定律,進(jìn)行現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決之中,D答案為正確的選擇。

      三、結(jié)束語(yǔ)

      綜上所述,能量守恒是一種常見(jiàn)的、普遍性的定律,它通過(guò)對(duì)狀態(tài)和過(guò)程的確定,保持能量的恒定。在高中物理教學(xué)中應(yīng)用能量守恒定律,需要把握注意內(nèi)容,使學(xué)生能夠運(yùn)用能量守恒定律進(jìn)行輕松的物理解題。

      【參考文獻(xiàn)】

      [1] 潘曦昊.高中物理學(xué)習(xí)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(wèn)題[J]. 高考. 2016(18)

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