初中物理教學(xué)中“能量意識”的培養(yǎng)與滲透

　　能量守恒定律不僅是自然界普遍遵守的規(guī)律，而且是研究自然科學(xué)的強有力武器。能量守恒的思想始終貫穿整個中學(xué)的物理教學(xué)始終，同時也是中高考的重點與熱點之一。因此，初中物理教師有必要在教學(xué)過程中有意識地對學(xué)生進行“能量意識”的培養(yǎng)與滲透。
　　例1：（2009寧波中考）如圖1所示，物體甲靜止在水平桌面上，當把物體乙輕輕放到甲上后，下列現(xiàn)象不可能發(fā)生的是（ ）
　　圖1
　　A.甲相對于桌面保持靜止狀態(tài)，而乙相對于甲也靜止
　　B.甲相對于桌面保持靜止狀態(tài)，而乙相對于甲沿斜面滑下
　　C.甲相對于桌面向右運動，而乙相對于甲沿斜面滑下
　　D.甲相對于桌面向右運動，而乙相對于甲靜止
　　分析：在解答本題時，很多學(xué)生不知該如何下手，往往是憑借一些生活的經(jīng)驗來做出選擇。對于初中階段的學(xué)生來說，也無法通過受力分析的方法來解答。實際上，該題如果利用能量守恒定律來解答就會容易得多，也便于理解。
　　對于選項D來說，如果甲相對于桌面向右運動，那么甲的勢能不變而動能增加。此時相對于甲靜止的乙的勢能不變，而乙相對于地面卻是運動的，所以乙也具有一定的動能，那么甲和乙增加的這部分動能是從哪里來的呢？根據(jù)能量守恒定律，能量不可能憑空產(chǎn)生，所以，在把乙輕輕地放到甲上后，就不可能出現(xiàn)D選項所說的情況。因此本題應(yīng)該選擇D選項。
　　對于選項A來說，甲和乙都保持靜止，那么他們的機械能不變，能量守恒；對于選項B來說，甲靜止，甲的機械能總量不變，乙相對于甲下滑，勢能減少，減少的勢能向動能和內(nèi)能轉(zhuǎn)化，不違背能量守恒定律；對于選項C來說，甲由靜止開始向右運動，甲具有一定的動能，甲增加的動能從哪里來呢？顯然來自于乙下滑過程中所減少的重力勢能，同樣不違背能量守恒定律。
　　例2：（2001全國初中物理競賽）曉峰想利用電冰箱降低室溫：他先將電冰箱的門打開（如圖2所示），然后接通電源。他這樣做，可以達到降低室溫的目的嗎？為什么？
　　圖2
　　分析：電冰箱的壓縮機工作后，冰箱冷凍室內(nèi)的蒸發(fā)器溫度降低，吸收空氣的熱量，與此同時，冰箱外部的冷凝器溫度升高，通過熱傳遞將熱量傳給空氣，室內(nèi)空氣的熱量只是被冰箱吸收后又被放出，所以室溫不會降低。
　　然而，對于初中階段的學(xué)生來說，電冰箱的構(gòu)造和工作原理原本是較難理解的，學(xué)生僅僅利用物態(tài)變化的初步知識來解決該問題的確比較困難。但是，該問題如果用能量守恒定律來解釋卻很方便。對于電冰箱來講，它是用電器，工作過程中是在不斷地消耗電能的，那么消耗掉的電能哪里去了呢？根據(jù)能量守恒定律，能量不可能憑空消失，消耗掉的電能當然是轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能。因此，隨著時間的推移，室內(nèi)空氣的內(nèi)能是不斷增加的，房間內(nèi)的溫度不僅不會降低，反而會升高。所以，不能用電冰箱來給房間降溫。
　　例3：如圖3所示，在光滑的水平面上，物體A以較大的速度向前運動，與以較小的速度沿同一方向運動的、連有質(zhì)量不計的彈簧的B發(fā)生相互作用，在作用過程中，當A、B動能之和最小時，A、B的速度關(guān)系是（ ）
　　圖3
　　A.V■＞V■ B.V■＜V■ C.V■=V■ D.無法判定
　　分析：以A、B及彈簧整體為研究對象，在相互作用過程中，因為只有彈簧的彈力做功，整體機械能守恒。當A、B動能之和最小時，彈簧的彈性勢能最大，即彈簧處于最大被壓縮量；當V■＞V■時，彈簧在縮短，還未到最大壓縮量；只有當V■=V■時，彈簧壓縮量最大。故選C。
　　例4：如圖4所示，將一個小球從h高處以相同的速度拋出，一次斜向上拋，沿a運動軌跡落地；另一次水平拋，沿b運動軌跡落地，不計空氣阻力。關(guān)于小球落地時動能的大小，下列說法正確的是（ ）
　　A.沿a軌跡大
　　B.沿b軌跡大
　　C.沿a、b一樣大
　　D.無法判斷
　　分析：由于不考慮空氣阻力，因此球被拋出的過程中機械能守恒。因為斜向上拋和沿水平方向拋出時的高度相同，所以球在剛拋出時的重力勢能相等，又因為球拋出時的初速度相同，所以球的初始動能也相等。也就是說，無論哪種拋出方式，球的初始機械能都是相等的，沿著軌跡a或者b到達地面時的重力勢能也是相等的，因為機械能守恒，所以球落地時的動能也是一樣大的，故選C。
　　在教學(xué)實踐活動中，我們應(yīng)當注重對學(xué)生進行“能量意識”的培養(yǎng)與滲透，讓學(xué)生逐步樹立“能量觀”，因為“能量觀”物理教學(xué)，體現(xiàn)了物理學(xué)知識的運用方法的最高境界，不僅提高了學(xué)生的物理意識和分析問題、解決問題的能力，而且提高了教師的課堂教學(xué)效率，使物理教學(xué)走向了高效