探究高中物理中機械能守恒定律問題的解題策略

陳今純

摘 要：高中是學生學習和成長極其關鍵的轉折時期，學生在高中階段面臨著升學和學業的壓力，在學習過程中需要教師耐心的引導，既要關注學生的學習問題，更要注重學生的心理問題，避免學生產生厭學的情緒。基于此，本文針對高中物理中機械能守恒定律問題的解題策略進行探究，以求能提高解題的準確性，減少解題過程中的失誤。

關鍵詞：高中物理;機械能守恒定律;解題策略

引言：

物理是學生高考必須要重點掌握的一門學科，同時物理是一門理論性的學科，需要教師在教學中將理論與實驗相結合，需要學生具備良好的思維邏輯能力和自主探究能力，因此傳統的教學模式不能適應學生的學習需求，教師要更新教學模式為學生的學習和發展奠定基礎。在高中物理教學中機械能守恒定律問題是一道經常出現的題型，同時也是教學過程中的難點，學生在解題過程中經常因為各種原因而出現解題失誤，解題思路不夠明確，解題準確性不高，因此教師要針對該類題型的教學問題來研究和創新解題策略，為學生物理綜合能力的提升提供保障。

1、高中物理中機械能守恒定律的解題關鍵

首先，在解題過程中要遵循一定的限制條件，滿足機械能守恒定律問題的相關規則，這就要求教師和學生首先要明確機械能守恒定律的原理和內涵，主要是指總勢能和重動能之間的平衡性，兩者之和需要保持不變，在解題中也要在這一特征之下進行思考。（1）從系統做功方面來看，如果系統內沒有外力影響，只有重力和彈力的因素，那么就可以默認為系統內的機械能保持不變;（2）從能量守恒角度來看，如果不存在其他形式能的影響，只是動能與勢能的相互轉化，可以默認為系統機械能保持不變。教師在高中物理中要向學生灌輸以上的教學觀念，幫助學生抓住解題關鍵點，以此來作為解題的突破口。

其次，在解題過程中要遵循幾點物理表達式，（1）E1（機械能初始狀態）=E2（機械能最終狀態），展開形式為Ek1+Ep1=Ek2+Ep2;（2）系統內機械能的守恒，強調的是動能和勢能之間的平衡性，兩者之和應該是不變的，兩者之間是此消彼長的關系，也就是反比關系，當一方能量減少，而另一方能量就要有所增加，保持兩者之間的平衡性。這就是教師要教會學生在高中物理中的解題關鍵點。

2、高中物理中機械能守恒定律問題的解題策略

2.1 單個物體的機械守恒問題

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、擺動類四大板塊，同時這四種類型也是學生機械能守恒定律問題解決中的難點。

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，求球落地后的速度。

分析：在這道題的解題過程中學生要時刻記住機械能守恒定律的規律，遵循一定的原則來思考和分析，可以通過地面上零勢能面的有效選取作為解題突破口，以此來得出物體拋出時和落地時的機械能相等的結論，并列出相應的物理方程式，即mgh+1/2mv02=1/2mvt2.

例題二：一個物理以初速度v0沖上一個光滑斜面，求物體在斜面上的最大運動距離是多少？

分析：物體在運動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能，二是來自于斜面給予的支持力，在兩種力的作用下推動物體的運動，而只有重力對物體進行做功，那么學生就要認識到這是重力勢能與動能之間的轉化，與斜面的支持力沒有關系，學生要學會辨別題目中的無效信息，根據物體在地面和斜面最高點時機械能不變的原理列出物理方程式，即1/2mv02=mgh=mgs x sinθ.

2.2 系統機械能守恒問題

系統化的機械能守恒問題與單一物體機械能守恒問題相比，涉及的范圍更加廣泛，知識點更加復雜多樣，因此在解題過程中容易出現的錯誤和遇到的困難更多，需要教師和學生賦予更多的耐心和細心。系統機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、自由擺動類等，每一個問題雖然看起來很復雜，但是其中的原理和規律是不變的。針對其中一個題型：輕繩連體類問題的解析，學生在解題過程中需要明確：物體之間的速度關系不是一層不變的，而是由物體之間細繩連接物體的速度來確定，因此學生在該類問題的解題過程中，要注意觀察兩個物體之間的連接轉化關系，從而確定兩者之間的移動速度。通過以上分析可以看出，在機械能守恒定律問題的解題過程中，主要分析的是對物體產生作用力，也就是做功的一方，系統中重力與彈力兩者的做功是不會改變機械能的，這只是系統內勢能與動能的轉化，在解題中學生一定要抓住解題關鍵點，來梳理解題思路，提高解題準確性。

結束語：

綜上所述，在高中物理中機械能守恒定律問題是一個教學難點，同時也是高考必考的題型之一，學生必須要重點且準確的掌握，為學生物理解題效率及綜合能力的提升提供保障，機械能守恒定律問題包含了力學和能量學兩方面的知識，需要學生對這兩部分知識都有一個清晰的知識體系，并且能夠將兩個知識點有效融合，提升學生解題過程中的效率，解決一些解題困難。

參考文獻：

[1]董奇烜 ?. 高中物理中機械能守恒定律問題的解題策略探討[J]. 學周刊， 2018.

[2]宋敬東. 高中物理中機械能守恒定律問題的解題策略探究[J]. 中學物理：高中版， 2014（9期）：80-81.