陳今純
摘 要:高中是學(xué)生學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)極其關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期,學(xué)生在高中階段面臨著升學(xué)和學(xué)業(yè)的壓力,在學(xué)習(xí)過程中需要教師耐心的引導(dǎo),既要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)問題,更要注重學(xué)生的心理問題,避免學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)的情緒?;诖?,本文針對(duì)高中物理中機(jī)械能守恒定律問題的解題策略進(jìn)行探究,以求能提高解題的準(zhǔn)確性,減少解題過程中的失誤。
關(guān)鍵詞:高中物理;機(jī)械能守恒定律;解題策略
引言:
物理是學(xué)生高考必須要重點(diǎn)掌握的一門學(xué)科,同時(shí)物理是一門理論性的學(xué)科,需要教師在教學(xué)中將理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,需要學(xué)生具備良好的思維邏輯能力和自主探究能力,因此傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求,教師要更新教學(xué)模式為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。在高中物理教學(xué)中機(jī)械能守恒定律問題是一道經(jīng)常出現(xiàn)的題型,同時(shí)也是教學(xué)過程中的難點(diǎn),學(xué)生在解題過程中經(jīng)常因?yàn)楦鞣N原因而出現(xiàn)解題失誤,解題思路不夠明確,解題準(zhǔn)確性不高,因此教師要針對(duì)該類題型的教學(xué)問題來研究和創(chuàng)新解題策略,為學(xué)生物理綜合能力的提升提供保障。
1、高中物理中機(jī)械能守恒定律的解題關(guān)鍵
首先,在解題過程中要遵循一定的限制條件,滿足機(jī)械能守恒定律問題的相關(guān)規(guī)則,這就要求教師和學(xué)生首先要明確機(jī)械能守恒定律的原理和內(nèi)涵,主要是指總勢(shì)能和重動(dòng)能之間的平衡性,兩者之和需要保持不變,在解題中也要在這一特征之下進(jìn)行思考。(1)從系統(tǒng)做功方面來看,如果系統(tǒng)內(nèi)沒有外力影響,只有重力和彈力的因素,那么就可以默認(rèn)為系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械能保持不變;(2)從能量守恒角度來看,如果不存在其他形式能的影響,只是動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,可以默認(rèn)為系統(tǒng)機(jī)械能保持不變。教師在高中物理中要向?qū)W生灌輸以上的教學(xué)觀念,幫助學(xué)生抓住解題關(guān)鍵點(diǎn),以此來作為解題的突破口。
其次,在解題過程中要遵循幾點(diǎn)物理表達(dá)式,(1)E1(機(jī)械能初始狀態(tài))=E2(機(jī)械能最終狀態(tài)),展開形式為Ek1+Ep1=Ek2+Ep2;(2)系統(tǒng)內(nèi)機(jī)械能的守恒,強(qiáng)調(diào)的是動(dòng)能和勢(shì)能之間的平衡性,兩者之和應(yīng)該是不變的,兩者之間是此消彼長(zhǎng)的關(guān)系,也就是反比關(guān)系,當(dāng)一方能量減少,而另一方能量就要有所增加,保持兩者之間的平衡性。這就是教師要教會(huì)學(xué)生在高中物理中的解題關(guān)鍵點(diǎn)。
2、高中物理中機(jī)械能守恒定律問題的解題策略
2.1 單個(gè)物體的機(jī)械守恒問題
這類問題主要包括拋體類、固定光滑斜面類、固定光滑圓弧類、擺動(dòng)類四大板塊,同時(shí)這四種類型也是學(xué)生機(jī)械能守恒定律問題解決中的難點(diǎn)。
例題一:在高度為h處以初速度為v0斜向上拋出,在空中的阻力忽略不計(jì),求球落地后的速度。
分析:在這道題的解題過程中學(xué)生要時(shí)刻記住機(jī)械能守恒定律的規(guī)律,遵循一定的原則來思考和分析,可以通過地面上零勢(shì)能面的有效選取作為解題突破口,以此來得出物體拋出時(shí)和落地時(shí)的機(jī)械能相等的結(jié)論,并列出相應(yīng)的物理方程式,即mgh+1/2mv02=1/2mvt2.
例題二:一個(gè)物理以初速度v0沖上一個(gè)光滑斜面,求物體在斜面上的最大運(yùn)動(dòng)距離是多少?
分析:物體在運(yùn)動(dòng)過程中在忽視外界阻力的前提下,主要受到兩種外力的做功,一是物體本身的重力勢(shì)能,二是來自于斜面給予的支持力,在兩種力的作用下推動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng),而只有重力對(duì)物體進(jìn)行做功,那么學(xué)生就要認(rèn)識(shí)到這是重力勢(shì)能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化,與斜面的支持力沒有關(guān)系,學(xué)生要學(xué)會(huì)辨別題目中的無效信息,根據(jù)物體在地面和斜面最高點(diǎn)時(shí)機(jī)械能不變的原理列出物理方程式,即1/2mv02=mgh=mgs x sinθ.
2.2 系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題
系統(tǒng)化的機(jī)械能守恒問題與單一物體機(jī)械能守恒問題相比,涉及的范圍更加廣泛,知識(shí)點(diǎn)更加復(fù)雜多樣,因此在解題過程中容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤和遇到的困難更多,需要教師和學(xué)生賦予更多的耐心和細(xì)心。系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律問題主要包括輕繩連體類、輕桿連體類、光滑圓弧類、自由擺動(dòng)類等,每一個(gè)問題雖然看起來很復(fù)雜,但是其中的原理和規(guī)律是不變的。針對(duì)其中一個(gè)題型:輕繩連體類問題的解析,學(xué)生在解題過程中需要明確:物體之間的速度關(guān)系不是一層不變的,而是由物體之間細(xì)繩連接物體的速度來確定,因此學(xué)生在該類問題的解題過程中,要注意觀察兩個(gè)物體之間的連接轉(zhuǎn)化關(guān)系,從而確定兩者之間的移動(dòng)速度。通過以上分析可以看出,在機(jī)械能守恒定律問題的解題過程中,主要分析的是對(duì)物體產(chǎn)生作用力,也就是做功的一方,系統(tǒng)中重力與彈力兩者的做功是不會(huì)改變機(jī)械能的,這只是系統(tǒng)內(nèi)勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化,在解題中學(xué)生一定要抓住解題關(guān)鍵點(diǎn),來梳理解題思路,提高解題準(zhǔn)確性。
結(jié)束語:
綜上所述,在高中物理中機(jī)械能守恒定律問題是一個(gè)教學(xué)難點(diǎn),同時(shí)也是高考必考的題型之一,學(xué)生必須要重點(diǎn)且準(zhǔn)確的掌握,為學(xué)生物理解題效率及綜合能力的提升提供保障,機(jī)械能守恒定律問題包含了力學(xué)和能量學(xué)兩方面的知識(shí),需要學(xué)生對(duì)這兩部分知識(shí)都有一個(gè)清晰的知識(shí)體系,并且能夠?qū)蓚€(gè)知識(shí)點(diǎn)有效融合,提升學(xué)生解題過程中的效率,解決一些解題困難。
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