高中物理力學(xué)守恒定律學(xué)習(xí)中的問題

李至博

摘 要：隨著教育體制的改革，我們作為教學(xué)活動(dòng)的主體，在學(xué)習(xí)過程中應(yīng)該具有主動(dòng)學(xué)習(xí)和積極探索的精神。在高中教育階段，學(xué)習(xí)物理課程中的力學(xué)守恒定律，了解動(dòng)量守恒與能量守恒的定律，為未來(lái)的學(xué)習(xí)和發(fā)展很大的促進(jìn)作用。我們?cè)趯W(xué)習(xí)力學(xué)守恒定律的過程中遇到了很多不懂的地方，本文研究的主要內(nèi)容就是高中物理力學(xué)守恒定律學(xué)習(xí)中的問題，通過對(duì)常見問題進(jìn)行分析和研究，找出解決措施，提高我們的物理學(xué)習(xí)水平。

關(guān)鍵詞：高中物理；力學(xué)守恒定律

動(dòng)量守恒和能量守恒在高中物理學(xué)習(xí)中非常重要，動(dòng)量守恒和能量守恒是物理學(xué)中的基礎(chǔ)規(guī)律，我們?cè)趯W(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)往往出現(xiàn)理解吃力、解題困難和不會(huì)列方程式等問題，這部分內(nèi)容是整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。我們應(yīng)該在老師的引導(dǎo)下使用正確的學(xué)習(xí)方法，加深對(duì)力學(xué)守恒定律內(nèi)涵的理解，提高學(xué)習(xí)的質(zhì)量和效率。

一、守恒定律在高中物理學(xué)習(xí)中的重要性

能量守恒和動(dòng)量守恒是高中物理課程中的基本規(guī)律，這兩條定律是經(jīng)驗(yàn)定律，由很多研究學(xué)者實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)的。機(jī)械能和動(dòng)能守恒可以解決真實(shí)物理問題，使用守恒定律對(duì)未知的問題進(jìn)行解決，能夠?qū)?fù)雜的問題簡(jiǎn)單化。動(dòng)量守恒只需要考慮相互作用物體的動(dòng)量變化情況，機(jī)械能定律需要考慮始末狀態(tài)的機(jī)械能，不需要考慮具體環(huán)節(jié)。守恒定律貫徹著物理學(xué)的全過程，學(xué)好守恒定律該章節(jié)的內(nèi)容能夠促進(jìn)所有知識(shí)點(diǎn)的融合，可以提高學(xué)習(xí)的效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。守恒定律在高中物理學(xué)習(xí)中非常重要，這部分的內(nèi)容理解起來(lái)的比較困難，需要借助教育者的幫助和網(wǎng)絡(luò)資源，掌握守恒定律的主要內(nèi)容和能量之間的轉(zhuǎn)化方式。在高中物理教學(xué)中，“兩守恒”是一直困擾著學(xué)生學(xué)習(xí)的主要問題，也是高中物理學(xué)中最為關(guān)鍵的部分之一。加深學(xué)生對(duì)“兩守恒”的理解，能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)“兩守恒”的學(xué)習(xí)效率。自然界中不能的能量形式和運(yùn)動(dòng)形式是相互對(duì)應(yīng)的，物體運(yùn)動(dòng)具有機(jī)械能、分子運(yùn)動(dòng)具有內(nèi)能、電荷運(yùn)動(dòng)具有電能、原子核內(nèi)部運(yùn)動(dòng)具有原子能。

二、判定守恒定律的成立條件

在學(xué)習(xí)兩個(gè)力學(xué)守恒定律的過程中，守恒定律的成立條件是比較難理解的地方。動(dòng)量守恒成立即相互作用物體系統(tǒng)的總動(dòng)量能否維持，關(guān)鍵在于系統(tǒng)是否受到了外力或者作用于系統(tǒng)外力合力的數(shù)值。當(dāng)系統(tǒng)沒有承受外力或者外力的合力為零時(shí)，內(nèi)力作用可以忽略不計(jì)，這時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)量成為守恒。另一方面，如果物體系統(tǒng)承受的外力合力數(shù)值不是零，但在某一個(gè)方向上的受力合力數(shù)值等于零時(shí)，那么物體系統(tǒng)在該方向上的動(dòng)量保持了守恒狀態(tài)。在機(jī)械能守恒系統(tǒng)的研究中，成立的條件是物體系統(tǒng)中的機(jī)械能總量能否保持平衡，這取決于物體系統(tǒng)中是否只存在彈力和重力做功。若只有這兩個(gè)力做功，其他力均不做功或做功等于零，則該物體系統(tǒng)處于機(jī)械能守恒狀態(tài)。換而言之，物體系統(tǒng)只存在動(dòng)能與勢(shì)能，且兩者之間相互轉(zhuǎn)化，那么系統(tǒng)的機(jī)械能總量就處于守恒狀態(tài)。兩條守恒定律從宏觀與微觀角度看都很準(zhǔn)確，且適用面較廣，在學(xué)習(xí)和運(yùn)用的過程中需要進(jìn)行清晰和準(zhǔn)確的理解。

三、在學(xué)習(xí)守恒定律過程中需要注意的問題

（一）動(dòng)量守恒

在解題過程中使動(dòng)量守恒如果不提前對(duì)系統(tǒng)的受力情況進(jìn)行分析，不綜合考慮系統(tǒng)的受力情況以及外力是否合理是否為零就會(huì)造成公式運(yùn)用錯(cuò)誤。使用動(dòng)量守恒需要在物體沒有外力或者外力合力為零為零時(shí)使用。將物體速度建立在相同慣性參考系的基礎(chǔ)上，如果不建立在相同參考系上，就使用速度合成法則將其轉(zhuǎn)換成相同慣性系。當(dāng)物體處在爆炸或碰撞的短暫時(shí)間內(nèi)，外力對(duì)各種物體的動(dòng)量影響不如內(nèi)力時(shí)可以使用動(dòng)量守恒。當(dāng)物體系統(tǒng)受到的外力合力不等于零，但某個(gè)方向的分力合力等于零時(shí)，那么該方向總動(dòng)量守恒。在解題過程中需要對(duì)過程始末狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，依照動(dòng)量守恒定律對(duì)各項(xiàng)實(shí)際動(dòng)量數(shù)值進(jìn)行測(cè)算，精確運(yùn)算物體在受力作用前后的動(dòng)量，對(duì)系統(tǒng)的受力進(jìn)行分析與計(jì)算，然后列出方程式。在方程式的計(jì)算中將動(dòng)量轉(zhuǎn)化成矢量，另外，在計(jì)算結(jié)果的時(shí)候不能只關(guān)注結(jié)果大小，還需要檢查方向是否正確。在做題過程中，經(jīng)常計(jì)算完結(jié)果之后，就認(rèn)為完成了。但是在教育者的指導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)自己的結(jié)果方向反了，方向錯(cuò)誤整道題也就錯(cuò)了，所以在做題過程中一定要細(xì)心、仔細(xì)。

（二）機(jī)械能守恒

在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時(shí)，需要考慮系統(tǒng)的受力做功情況。假使物體系統(tǒng)只存在彈力和重力做功，其他作用力做功可忽略不計(jì)，那么機(jī)械能守恒定律便適用。我們需要弄清楚彈力和重力的做功過程，彈力和重力做功過程也是物體勢(shì)能與動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化過程。勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化方式發(fā)生變化，但是系統(tǒng)總機(jī)械能不會(huì)變。我們需要科學(xué)合理地對(duì)物體系的始終狀態(tài)機(jī)械能進(jìn)行分析，明白勢(shì)能歸屬于相互作用物體系，勢(shì)能要相對(duì)零勢(shì)能來(lái)講。明白能量轉(zhuǎn)化的方式和做功，這樣就不會(huì)在解題中產(chǎn)生太大困擾。將守恒表達(dá)方程式清晰地寫下來(lái)，加深對(duì)物體系統(tǒng)機(jī)械能做功的認(rèn)識(shí)和理解。

四、結(jié)語(yǔ)

動(dòng)量守恒和能量守恒為物理學(xué)兩條基礎(chǔ)性規(guī)律，從力學(xué)角度看能量守恒通常表現(xiàn)成機(jī)械能的守恒，而從熱學(xué)方面常可見機(jī)械能和熱能轉(zhuǎn)化，也就是摩擦生熱理論，從原子物理角度考量，常伴隨質(zhì)能方程出現(xiàn)。在很多綜合性問題當(dāng)中，能量守恒與動(dòng)量守恒也經(jīng)常用到，所以對(duì)兩條定律把握有度、運(yùn)用自如具有不可替代的重要作用。在學(xué)習(xí)兩個(gè)力學(xué)守恒定律的時(shí)候需要注意策略和方式，針對(duì)理論概念和學(xué)習(xí)中遇到的問題進(jìn)行分析，找出解決措施，提升對(duì)力學(xué)守恒定律的掌握力度，提高解題正確率，這樣還能提高我們的學(xué)習(xí)興趣和自信心。

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