淺談機(jī)械能在高中物理學(xué)習(xí)中的適用范圍

余瀟

摘 要：對(duì)于高中學(xué)習(xí)來說物理是重要內(nèi)容，尤其是對(duì)于理科生來說，在高考中占據(jù)很大分值。物理這門學(xué)科相較于其他學(xué)科來說具有很強(qiáng)的綜合性、系統(tǒng)性以及抽象性，機(jī)械能守恒相關(guān)知識(shí)點(diǎn)是高中物理學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)內(nèi)容，也是高考物理的重要考點(diǎn)之一，對(duì)此身為學(xué)生必須要扎實(shí)掌握機(jī)械能守定律的學(xué)習(xí)技巧，全面了解其適用范圍，從而更好的了解相關(guān)知識(shí)并能夠在解題過程中靈活的應(yīng)用，從不斷強(qiáng)化物理水平，提高物理成績(jī)。本文對(duì)此作了深入研究，站在學(xué)生的角度詳細(xì)分析了機(jī)械能在高中物理學(xué)習(xí)中的適用范圍，以期可以更好的保證學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械能；高中物理；適用范圍

引言

機(jī)械能所強(qiáng)調(diào)的是功與能的概念問題，這部分相關(guān)知識(shí)點(diǎn)可以說貫穿了整個(gè)高中物理學(xué)習(xí)過程，尤其是對(duì)于力學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)來說十分重要，在平時(shí)大大小小的考試中經(jīng)常出現(xiàn)相關(guān)考點(diǎn)，而且分值占據(jù)較高，對(duì)此學(xué)生必須要注重這方面的學(xué)習(xí)和總結(jié)，扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)，了解機(jī)械能在高中物理學(xué)習(xí)中的適用范圍，不斷總結(jié)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，掌握技巧，這樣才能取得好的成績(jī)。

一、動(dòng)能定理

動(dòng)能定理是機(jī)械能適用范圍的關(guān)鍵點(diǎn)，在高考物理中也經(jīng)常出現(xiàn)。動(dòng)能定理強(qiáng)調(diào)的是外力對(duì)物體所做的功的代數(shù)和等于物體動(dòng)能的增量，這是學(xué)習(xí)動(dòng)能定理時(shí)必須要注意的概念，同時(shí)也會(huì)涉及到“W總=1/2mv22-1/2mv12”這個(gè)表達(dá)式的理解。在實(shí)際解題過程中如果想利用動(dòng)能定理解決機(jī)械能問題，過程中需要考慮的是物體做的總功以及初動(dòng)能和末動(dòng)能，而物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)則可以忽略，同時(shí)分析單個(gè)物體的受力狀態(tài)[1]。通常情況下，如果問題物體只是單純的受力產(chǎn)生位移，不涉及加速度，對(duì)于這種問題就可以利用動(dòng)能定理來解決，簡(jiǎn)單方便。

例題：一物體質(zhì)量為m=10kg，在平行于斜面的恒定拉力F作用下沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到斜面中點(diǎn)時(shí)，去掉力F，物體剛好可運(yùn)動(dòng)到斜面頂端停下。設(shè)斜面傾角為30度，取g=10m/s2，求拉力F[2]。

對(duì)于這個(gè)問題就可以運(yùn)用動(dòng)能定理解決，首先分析出物體的受力情況，并畫出分析圖（如圖1），mg表示重力，F(xiàn)表示拉力，N表示斜面支持力以及摩擦力。然后曲調(diào)斜面上半段的支持力F，其余受力不變，設(shè)斜面長度為S，隨后可以帶入動(dòng)能定理得出以下式子：

二、機(jī)械能守恒定律

機(jī)械能守恒指的是物體在受到外力的作用下做功，同時(shí)在此過程中物體的動(dòng)能和勢(shì)力能出現(xiàn)相互轉(zhuǎn)化，但是機(jī)械能總量并不改變，這就可以稱之為能量守恒。對(duì)于高中物理機(jī)械能的學(xué)習(xí)來說機(jī)械能守恒定律是基礎(chǔ)知識(shí)，絕大多數(shù)與做功、耗能有關(guān)的問題都需要運(yùn)用到機(jī)械能守恒定律。機(jī)械能守恒是建立在一定條件基礎(chǔ)上的，需要在物體受到彈力或者重力的狀態(tài)下做功，并且外力做功的代數(shù)和為0。

例：一根繩子的一端系一個(gè)小球，另一端固定在天花板上，隨后開始向下釋放，整個(gè)過程中小球會(huì)受到重力和拉力兩種外力的作用，但是由于繩子對(duì)小球產(chǎn)生的拉力與小球的運(yùn)動(dòng)方向是垂直且相反的，因此在這里拉力并不做功，因此小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能是守恒的[3]。

三、其他方面的應(yīng)用

在高中物理的學(xué)習(xí)過程中許多地方都需要運(yùn)用到機(jī)械能，其適用范圍十分廣泛，上文中提到的動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律只是其中的一角，在其他知識(shí)點(diǎn)中也有應(yīng)用，例如經(jīng)常接觸的有機(jī)械能守恒定律的驗(yàn)證、功率以及功能關(guān)系等等，只是相較于動(dòng)能定理以及機(jī)械能守恒定律來說應(yīng)用次數(shù)少一些，但是也要同樣予以高度重視，只有扎實(shí)掌握了全部的知識(shí)點(diǎn)，遇到不同的問題才能保證在最短時(shí)間內(nèi)更好的解決。

四、關(guān)于高中物理機(jī)械能學(xué)習(xí)的反思

機(jī)械能是高中物理學(xué)習(xí)中的重要內(nèi)容，涉及到的內(nèi)容較多，應(yīng)用范圍十分廣泛，對(duì)此身為學(xué)生要想更好的掌握這方面的知識(shí)，必須要認(rèn)真學(xué)習(xí)，首先從基礎(chǔ)概念知識(shí)抓起，深入理解并掌握不同的概念，同時(shí)在日常解題過程中能夠熟練應(yīng)用相關(guān)公式，保證可以在最短時(shí)間內(nèi)分析出物體做功狀態(tài)和相關(guān)條件，避免遇到實(shí)際問題無從下手。再一點(diǎn)就是做題，在實(shí)際解題過程中必須要認(rèn)真分析題目?jī)?nèi)容，準(zhǔn)確區(qū)分不同的機(jī)械能，根據(jù)所給條件正確運(yùn)用機(jī)械能計(jì)算公式，在保證學(xué)習(xí)效果、提高解題效率的同時(shí)開發(fā)邏輯思維和創(chuàng)新思維。

五、結(jié)語

綜上所述，對(duì)于高中物理來說機(jī)械能相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用設(shè)計(jì)大了很多方面的內(nèi)容，身為學(xué)生必須要扎實(shí)掌握基礎(chǔ)知識(shí)，保證能夠深入理解相關(guān)概念和公式，從而在實(shí)際解題過程中能夠針對(duì)不同的問題運(yùn)用不同的方式。在學(xué)習(xí)過程中必須要謙虛謹(jǐn)慎，課上認(rèn)真聽講，課下可以和同學(xué)一起討論研究，不斷強(qiáng)化自己對(duì)于機(jī)械能相關(guān)知識(shí)的掌握情況，并在此基礎(chǔ)上能夠靈活運(yùn)用，這樣才能不斷提高物理水平，高考取得更好的成績(jī)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]謝淳凡.淺析高中物理機(jī)械能守恒學(xué)習(xí)技巧[J].文理導(dǎo)航旬刊，2017，（06）：1230-125 .

[2]苗毅.淺談如何學(xué)好高中物理中的機(jī)械能守恒定律[J].教育科學(xué)：引文版， 2017，（01）：00023-00023場(chǎng).

[3]陳遠(yuǎn)鵬.淺析機(jī)械能在高中物理學(xué)習(xí)中的適用范圍[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2017，（16）：278-279 .

（作者單位：長沙市第一中學(xué)，湖南 長沙 410000）