探究機械能在高中物理學習中的適用范圍

張宇軒

摘要：在高中的學習生活當中，物理既是一門重點也是難點，對于理科生來說它是高考必考的科目，所以物理成績的好壞直接關系到高考和未來。物理學科與其它學科相比，綜合性和抽象性更強，在學習的過程中難度更大。機械能是高中物理學習中比較重要和基礎的知識內容，也是很多物理題目都會涉及到的一個知識點，全面了解其范圍更能讓我們加快解題速度，保證學習效果。

關鍵詞：機械能 高中 物理學習 適用范圍

物理水平的高低與學習過程中掌握知識的扎實程度有密切關系，機械能是物理學習中比較重點的知識點，它不僅能解決功和能的問題，在電學和熱學方面也提供了比較重要的知識基礎。我們在進行很多物理問題的解答過程中，很多時候都會首先考慮用機械能來進行解決，并且能在很多大型和小型的物理測驗中都看得到。毋庸置疑，機械能的學習是我們高中物理學習的一個重點，所以要想提升自己的物理成績一定要明確機械能在高中物理學習中的適用范圍。

一、動能定理

動能其實也就是物體在運動當中產生的能量，所有的物體都是在運動的，因此，所有物體都具有動能。動能在數值上等于（1/2）mv2。動能定理是機械能適用范圍中非常重要的一個部分，它是高考中的重點和難點。動能的國際單位是焦耳（J），簡稱焦。動能與其它能比較大的一個區別就是他只有大小沒有方向，動能定理在學習的過程中強調的是外力對物體所做的功的大小，它的主要內容的表達方式是合外力做的功等于物體動能的變化，在學習物理動能的過程中這個概念不能忽視。一般會涉及到的公式有：W=F*L=1/2*m*v2^2-1/2*m*

v1^2；F=ma等，在實際的學習過程中，遇到利用動能定理來解決機械問題的過程中需要設定物體的初始動能和最末動能，物體實際的運動狀態是可以忽略的。一般在學習過程中，試題中可能會涉及到產生位移的情況，當不涉及到加速度的計算時就可以使用這種方法來進行計算，這樣增加了解題效率也讓計算更加簡單。例如：物體質量為m=20kg，在斜面上有恒定的拉力對其進行沿斜面向上運動，假設摩擦因數為0.1，如果當物體運動到中間的時候，去掉拉力，可以使得物體剛好到頂端停下。假設斜面坡度為45度，G=10N，求拉力F？這個機械問題就可以通過動能定理的方式進行解決，在題目上畫上分析圖，通過標注各個力的方向來算出最后拉力的大小。

二、機械能守恒定律

機械能守恒定律是物理學習的過程中最常使用的一種定律之一，這個定律主要是在說物體在受到外力的作用下做功，在這個過程中會發生動能和勢能的相互轉化，也包括重力勢能和彈性勢能。一般物體只用在重力和彈力做功的系統內進行作用，這樣能夠保證機械能的總量保持一定，這樣的一個規律叫做機械能守恒定律。能量守恒定律對于高中的物理機械能的學習來說需要比較扎實的物理基礎作為依靠，根據這一定律能夠將絕大多數做功與耗能問題都與機械能守恒定律相互關聯。要注意的是，機械能守恒定律的使用需要建立在一定的基礎之上，需要在沒有外力做功的情況下才能保證物體的機械能守恒。例如：一根麻繩上拴著一個小鐵球，另一端系在墻上，然后開始釋放小球，這時候小球在這個過程中只能受到重力和麻繩的拉力，空氣的阻力可以忽略不計。在這個過程中，重力和拉力的方向是完全相反的，因此，在這個過程中拉力并沒有做功，因此，小球在這個狀態下可以稱為機械能是守恒的。

三、其他方面的應用

機械能是高中學習中很多力學的基礎，所以學好機械能對于我們高中生來說十分重要。高中物理的難度比較大，對于像機械能這種比較基礎的知識一定要牢牢掌握后才能保證物理成績的穩步提升。機械能在進行解題的過程中使用范圍非常廣泛，像是動能定理和機械能守恒定律中都能應用到，除此之外還在功率及功能關系、機械能的驗證過程中也會使用到。機械能的重要性早已經被很多的物理教師所認識到，我們在上關于機械能的課程時也會打起十二分的精神來聽課，因為扎實的基礎和全部知識點的掌握是學好物理的基礎，只有對高中物理有一定了解后才能在遇到問題時進行靈活的解決，獲得更高的分數。

四、在學習機械能過程中需要重點注意的事項

當我們了解高中物理機械能適用范圍之后需要明確自己學習機械能的意義，制定自己學習物理的目標，根據自己的學習情況來調整自己的學習方法。高中物理課堂上，教師對于機械能的講解頻率十分高，作為學生一定要把握好課堂上教師傳輸的知識點，通過課下鞏固等方式提升自己的物理水平，讓自己應用機械能進行解題更加有效率。

（一）重視預習的作用

預習是學習的第一個環節，也是物理教師在每一節課后都會布置的課下任務，像我一樣的很多學生并不重視預習，只針對教師布置的書面作業進行完成，忽視物理學習中預習的重要作用。高中的物理難度與初中學習的內容上了一個臺階，學習任務更加艱巨對我們學生要求也更高，如果在課前沒有好好的預習很容易在課上有聽不懂，跟不上的情況，最終影響物理成績。機械能是高中物理學習中的重點和基礎，所以，當學習比較重要的知識點的過程中需要養成預習的習慣，就高中機械能章節而言，其囊括了功與功率、動能與動能定律、機械能守恒定律等內容。只有做好預習才能跟上教師的節奏，才能在課堂上了解教師授課的內容，才能在接下來的學習中更有優勢。

（二）認真聽課

聽課是學校生活中最重要的環節，教師在課堂上的時間是有限的。作為學生需要掌握教師在課堂上的四十分鐘，掌握教師教授的內容。在課堂上需要明確學生的主體地位，尤其是像物理這種比較難的科目更需要作為學生的我們及時的與教師保持溝通，如果有不懂的地方要及時進行反饋，讓教師再講一遍，加深我們對知識點的理解。機械能的學習過程中可以讓教師標注出學習的重點和難點，應對機械能守恒條件的本質進行深入挖掘，課本中對這一定律的表述是：在一個過程中若外力不做功，并且每一個對內非保守力也不做功，在這一情況下質點系機械能處于守恒狀態。學生要在課堂上做好筆記，跟上教師的每一步，為自己學習物理奠定良好的基礎。

（三）加強課后復習

聽課結束之后需要及時的進行復習，對課堂上教師講解的知識進行及時的鞏固與練習。一般來說，教師都會布置一些課下作業，我們在及時完成作業的基礎上還需要對課堂上教師所講的定理、公式、例題等再做一遍，加深對課堂的印象。對于機械能來說，很多學生在課堂上不能馬上理解，它的難度比較大，很難通過課堂的四十分鐘讓我們熟練掌握其應用，所以進行課后的復習是十分必要的。但是，復習并不是單純的做作業、做練習，而是要將所有的知識點進行整理，包括課堂上老師涉及到以前學習的內容也要及時的進行復習，多翻閱教材和自己的錯題本，作業有錯誤的地方要多多進行相關練習，最終形成全方位、多層次的系統知識結構。

（四）機械能相關習題練習不能少

課后練習的目的在于鞏固知識點和對學習掌握情況的一種審查，我們在很多時候都會覺得在課堂上已經聽懂物理教師講解的所有知識點，但是在做題的過程中經常會發現自己還有很多細節的東西沒有掌握好，課后練習的目的就是對知識進行全面的考察，對自己目前掌握的東西進行去粗取精，讓機械能這個知識難點在我們腦海中印象更深，增強自己解決問題的能力。但是作為高中生的我們，課業壓力比較大，每一門科目都有作業，所以在進行做題的過程中需要注意選擇練習題的質量，不要認為多做題一定好，從認真做題，努力學習中了解機械能，學會機械能的合理應用。

五、結語

綜上所述，機械能在高中物理學習過程中的適用范圍是非常廣的，我們在學習和運用過程中需要明確不同的機械能概念，針對具體的題進行具體分析，先從基礎概念知識抓起，深入理解并掌握不同的概念，同時在日常解題過程中能夠熟練應用相關公式，保證可以在最短時間內分析出物體做功狀態和相關條件，避免遇到實際問題無從下手。在學習過程中可以和同學一起討論，增強自己對相關知識的掌握程度，從而提升自身的學習質量。

參考文獻：

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[2]景文帝.試論高中物理“機械能”的學習心得分享[J].人力資源管理，2017，（11）：133-134.

（作者單位：武漢市洪山高級中學）