機械能學習過程中的分類的要點

馮震東 湖南省長沙市第一中學

機械能學習過程中的分類的要點

馮震東 湖南省長沙市第一中學

機械能作為高中物理中的重要知識點，難點多，如果對其進行精確分類，有助于在學習中掌握這個知識點，本文對此進行了探討，基于分類法對機械能進行了分類，希望給高中生提供參考。

機械能 分類法 分類

1 基于分類法對機械能進行分類

1.1 分類法

所謂分類法就是根據事物之間的聯系如特點、性質等符合某個標準的一類事物歸納到一個類別當中，這種方法能夠將認識事物的方式簡化，提高認知水平。當然分類法中也有一些分支方法，如交叉分類和樹狀分類。本文主要結合樹狀分類來探索機械能的分類。

1.2 基于分類法對機械能分類的要點

機械能分類時，首先要充分理解基礎知識，尤其是要理清每一個類別中的能量的基礎知識。其次，要充分認識機械能相關內容的應用條件，如果在學習過程對機械能內容進行分類，影響動能、重力勢能、彈性勢能的基本要素就能形成一個整體，構筑知識體系，就能夠明白當其中一個要素發生變化導致機械能出現損失，在能量守恒定律下，損失的部分必然會通過其他方式補充上來。尤其是在解決問題的時候，就需要根據機械能的分類，然后分析題干中的變量，辯證地看待問題，這能夠有效提高解決機械能問題的能力。最后，掌握了機械能的分類，不能夠運用于實踐，也就相當于做無用功，所以應當在學習過程中注重訓練來鞏固，進而能夠從深層次上理解機械能分類，查漏補缺進而在原有基礎上進行提升。

2 機械能分類

回歸課本來看，機械能的構成有兩個部分的能量，即動能和勢能。其中勢能有兩個分支，包括重力勢能和彈性勢能。為了能夠在較深層次上理解機械能，在分類時基于上述要點，可做如下嘗試。

2.1 勢能

勢能又叫位能，為狀態量，是某一個系統內部存在的能力，可以釋放也可以轉化。勢能的產生需要兩個物體之間產生相互作用力，此時的勢能為兩個物體共同擁有。高中階段的機械能上，主要涉及重力勢能和彈性勢能，此后還會接觸的電勢能、核勢能等。

彈性勢能，主要就是兩個物體之間的相互作用力為彈力，并使物體發生彈性形變，此時系統內部存在彈性勢能。但物體在彈力作用下發生的變形量越大，彈性勢能越多。此時就可以得出影響該勢能的主要因素，即勁度系數和變形量。進一步引申出彈性勢能的計算公式：進行如此分類后，就可以找一些典型例題來進行鞏固訓練。

例1：如圖，有一輕彈簧，左端固定于墻面，右端接觸滑塊P，此時的彈簧為原始狀態。如果P質量記為=1kg并位于點A，現有一質量為3．5kg的小車M，長L=1．2m，并與長桌右端緊密接觸，在小車左端有一質量0．5kg的滑塊Q，質量記為。若用水平向左的力使P從A滑動到B點，撤去力后，P以2m/s的速度向C運動，并與Q相撞，然后停留在小車最左端。AB之間的距離為5cm，記為,AC記為，為90cm，P與水平面的摩擦因數=0．4，P和Q同小車的摩擦因數=0．5，求彈簧最大彈性勢能。

圖1

重力勢能的產生是由于地球受引力作用，物體具備重力，在重力影響下產生能量，即重力勢能。影響重力勢能的因素主要是相對高度與質量。通常物體相距地球表明越遠，質量越大，重力勢能就會越大。由此有公式：同樣參考上述方法，尋找典型例題來練習鞏固。

2.2 動能

動能就是物體在運動時本身產生的能量。物體本身的運動速度和其質量將影響動能大小。若物體質量一致，運動速度的快慢將決定動能的大小，若速度一致，質量的大小會決定動能大小。公式為：

例2：現有一連通器，橫截面面積為S，放置于水平桌面，左右兩個支管豎直，如果關閉閥門K，然后向兩個支管注入密度為的液體，左側支管注入高度記為，右側記為，打開閥門K，液體流動并最終靜止時，液體重力勢能減少多少。

通過對機械能進行分類，在學習過程中可以更好地掌握機械能的知識點，當然這種分類方法還可以用于其他知識的分類歸納當中，對于提高物理學習效率具有十分顯著的作用。

[1]張啟平,劉麗梅.如何做好初、高中機械能教學銜接[J].中國現代教育裝備,2016,18:71-73

機械能始終是高考物理當中的必考點和常考點，歷年高考機械能經常會以一道綜合題的方式出現，往往同其他知識點如電磁力、洛倫茲力等結合。而能量作為物理體系當中的基本量，在學習機械能過程中，很難準確把握機械能的知識點，主要就在于能量種類多，其各自的影響因素也有差別，因而研討機械能的分類十分有助于提高對機械能的掌握程度。