能量守恒在高中物理教學中的應用分析

邱國民

【摘 要】能量守恒定律在揭示客觀自然規律的同時，也說明了客觀物質世界中的能量并不會消失，只是從一種形態轉變為另一種形態。能量守恒定律實際上證明的是一種物質傳遞的過程。作為高中物理學習中的重要內容之一，能量守恒定律在解決力學、電學等問題上均有所應用。本文就將通過闡述能量守恒定律內容與應用意義，探究在高中物理教學中能量守恒定律應用的原則與方法，希望通過本文的討論與探究能夠促進高中物理教學水平及教學思路的開拓，給廣大高中物理教師的課堂教學提供一些參考和幫助。

【關鍵詞】能量守恒;高中物理;應用分析

能量守恒定律作為高中物理教學重點內容，不但在解決高中力學和電學問題上有重要應用，對于解決生活中的實際物理問題也有一定應用價值。能量守恒定律的學習與掌握對于開拓學生物理學習思路、提高物理知識綜合應用能力都有所幫助。在高中物理學習中掌握能量守恒定律應用方法就應該先從明確能量守恒定律內容與應用意義出發。

一、能量守恒定律內容與應用意義概述

（一）能量守恒定律的內容

作為自然界的客觀規律之一，能量守恒定律揭示了能量不會憑空消失和產生，而只會進行不同形式之間的轉化這一客觀規律。能量守恒定律在高中物理學習中具有廣泛應用，可適用于所有能量轉化問題的解決。運用能量守恒定律和物理學思維解決問題的能力是高中生在物理學習中應該掌握的基本內容。

（二）能量守恒定律的應用意義

作為高中物理教學中的重要內容，能量守恒定律幫助學生在物理學習中了解力學和電學的本質，將抽象的物理問題轉化為具有實際客觀性的具象化展示。通過對能量守恒定律的學習，學生更容易建立起能量轉化和傳遞的場景化認知，對于促進學生理解力學和電學中的物理問題、構建系統且科學的物理知識體系有積極作用。在高中物理教育以素質教育及創新思維為教育目標、以分數考察為教學評價的教學方式下，能量守恒定律的應用在各類物理考試當中也是重難點知識。在高中物理學習中，掌握好能量守恒定律不但能夠實現學生對于機械能守恒、動能、電勢能守恒等問題的理解，實現物理規律的深入認識和應用，而且也能促進學生物理思維的建立以及物理解題能力的提升。能量守恒定律的抽象性與學習難度大的特性雖然給學生的學習帶來一定困難，但是只要掌握科學學習方法，注意學習效率和效果的提升，高中物理學習問題將迎刃而解。

二、高中物理教學中能量守恒定律應用原則

在高中物理課堂中，應注意能量守恒定律的教學應用要注意以下事項，明確能量守恒定律應用的原則。

（一）能量守恒定律研究對象的適宜性

高中物理教學中，能量守恒定律常被應用于解決一些簡單的現實問題。彈簧受力問題、引力作用下的力學問題等都是能量守恒定律慣常解決的問題。在這些現實問題的解決過程中，適宜的能量守恒定律研究對象的選擇對于解決物理問題是很關鍵的。

（二）需先判斷能量守恒定律的應用條件

能量守恒定律對于單個物體或者系統都具有應用，在判斷能量守恒定律適用性時應該先判斷其成立條件。以單個物體為例，需要重力或者彈力做功前提下才適用，而在以力學系統為研究對象時，則需要系統內動能和重力勢能能夠轉化，才可以應用能量守恒定律。

（三）能量守恒定律問題的功能關系切入

在高中物理問題的解題中，遇到涉及電場能、電能和內能等問題且無法用公式直接計算能量時，可以注意通過其他功能關系的轉化，可以通過獲得不同能量變化下力的做功來實現功能關系的分析，從而更便捷的實現運用能量守恒定律解決現實問題。

三、能量守恒定律在高中物理教學中的認知與應用分析

（一）高中物理教學中對于能量守恒定律的科學認知

只有對于能量守恒定律有科學的認知，明確能量守恒定律所揭示規律的本質，才能更好地運用能量守恒定律去解決物理解題和現實生活中所遇到的物理問題。在進行能量守恒定律的學習中，我們需要認識到能量守恒定律所應用的研究范圍涉及的領域和系統十分廣泛。無論在研究單個物體還是對于整個體系的考察都能夠用到能量守恒定律，只有對于物理題干準確理解、對于知識點合理運用，找到系統之中機械能轉化的脈絡，才能解決能量守恒定律下的物理問題。另外能量守恒定律的研究中，地球引力所引發的重力是影響能量守恒定律過程研究的重要內容。在力學問題的研究中，學生需要明確物體受到重力作用和只有重力做功的區別。在一部分物理題目中，雖然物體受力作用復雜，但是力所做功卻并未表現，也就是說功的代數和是0，但是我們要了解，重力在這一過程中是做功的。

（二）能量守恒定律的應用分析

能量守恒定律在高中物理教學中的應用十分廣泛，下面將通過具體例題來解析能量守恒定律在高中物理教學中解決問題的實際應用。

1.能量守恒定律在解決力學問題中的應用分析

例1：某物體在粗糙斜面之上以均速狀態從頂端下滑至底端，則其能量狀態表現為怎樣的變化（ ）。

A.物體的重力勢能全部轉化為動能

B.物體一部分的機械能轉化為內能

C.物體機械能實現到內能的全部轉化

D.物體的重力勢能減少，動能增加，重力勢能和動能之間呈現反比例變化

解題分析：通過對于題目的分析，我們可知兩個已知條件，第一，物體運動為勻速;第二，物體狀態為下滑。通過以上條件可以得知物體的動能在勻速下滑過程中不會發生改變。但因為物體處于下滑狀態，所以物體的勢能是不斷減少的，根據能量守恒定律，能量不會消失，只會轉化，所以該物體減少的勢能一定轉化為其他能量，由于在物體運動過程中并無其他外力作用，而斜面為粗糙斜面，所以可以得知物體在下滑過程中一定與粗糙表面產生了摩擦，而摩擦生熱現象導致減少的勢能轉化為內能。通過以上的分析我們可以得知C為正確答案。

通過對于例1的分析，我們可以知道在只有重力做功的系統內，物體的動能和勢能、勢能和內能之間是可以進行相互轉化的，在這一轉化過程中機械能總量保持不變。在應用能量守恒定律解決高中物理問題中，我們需要重點對于物體受力狀態和運動狀態進行分析。通過這兩方面的分析探究物體在系統中的能量轉化過程，明確能量守恒定律的應用方法。

2.能量守恒定律在解決電學問題中的應用分析

除了在解決力學問題中具有應用價值，對于電學問題，能量守恒定律也具有適用性。在電學問題解答中，能量守恒定律主要用于解決帶電物體在電力場中的受力和運動問題。在電力場中，帶電物體受到電力場中力的作用，其做功與增加物體電力勢能的負值相等，這說明在電力場之中，電能和其他形式的能可以實現相互轉化，而總能量仍然保持不變。這就是能量守恒定律的具體體現。能量守恒定律在解決電學問題中楞次定律、法拉第電磁感應定律中均有應用，這些電學相關問題都可以通過能量守恒定律來解決和分析。能量守恒定律應用于電學問題的解決可以減少對于電學物理過程中細節的分析，而從能量守恒定律角度進行能量轉化關系的分析就可以。這樣通過分析能量等量關系來列式解決物理問題能夠提高物理解題效率。能量守恒定律在電學問題上的應用作為高中物理教學中的重要內容，有效開拓了學生的物理解題思路。

結束語

綜上所述，能量守恒定律作為物理教學知識體系的基礎，具有一定的抽象性和難度。但是學好能量守恒定律對于高中生解決物理中力學和電學問題、開拓物理解題思路、解決生活中的物理問題等方面都有重要應用。如何在物理教學中更多的應用能量守恒定律，培養學生能量守恒定律應用方法和習慣，是高中物理教師需要不斷探索的內容。

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