試論能量守恒在解決高中物理問題方面的應用

王禹涵

摘 要：能量守恒在解決物理問題的同時起著較為重要的作用。在看待能量守恒時，并不能片面地對其進行判斷，力學、電磁學以及熱學都在能量守恒的涵蓋范圍之內。在上述內容充分融合的基礎之上，才能實現對能量守恒的獲取。在高中物理中對能量守恒進行科學應用是一種必然的趨勢。

關鍵詞：高中物理；能量守恒；問題；解決措施

在高中物理課程中，能量守恒作為不可缺少的一部分內容存在，也是高考涉及到的一個必考問題。在學習物理的過程當中應用能量守恒定律，可進一步簡化較為復雜的問題。在解決力學、熱學以及電磁學等問題時起著較為重要的作用。系統性較強是高中物理知識的明顯特征，這要求學生必須實現對整體性知識的進一步掌握，尤其是要在運用知識的基礎上實現對問題的逐步分析與解決。這對學生知識掌握的連貫性提出較高要求。

一、能量守恒在機械運動中的應用

能量守恒并不是孤立的存在于高中課程內容當中，與力學之間有著不可分割的密切聯系。在學習以及解答問題過程當中靈活應用能量守恒定律，可實現對復雜力學問題的有效化解。物體運動過程當中會伴隨著多種能的轉化，主要包括機械能、勢能以及熱能。在求得系統動能的改變量時，需要對外力與系統力的做功之和進行計算。通過對能量守恒方法的靈活應用，受力復雜的系統可不斷簡化自身的機械運動。

如下圖所示，在光滑的水平面上，放置著A、B兩個物體，中間由彈簧連接。mB=1/2mA?，F在外力F作用于物體B，對彈簧做功W?，F將外力撤出，當物體A離開墻壁之時，彈簧最大的彈性勢能為多大？

如果使用常規的受力方法對上題進行解答并不能獲得正確的答案，因此我們需要從能量守恒角度著手?！癆、B”在這一過程中作為一個整體存在，A離開墻壁的前后可實現對兩大守恒定律的滿足，分別為機械能守恒以及動能守恒。也就是說彈簧的彈性勢能在A、B速度一致時可獲取最大值，這也是上述問題破解最為關鍵的內容。

能量守恒在整個問題的解答過程當中都占據基礎與核心位置。學生在學習能量守恒時，不單要牢牢掌握理論知識，還要在解決問題時靈活應用。在多種狀態之下，合理選擇動能守恒以及機械能守恒，實現對解題效率的進一步提高。把握臨界點是該題分析與解決最為重要的一個突破口，也作為一個支點對能量守恒的應用進行支撐。學生需要在日常學習以及訓練中，針對能量守恒應用進行不斷強化與練習，真正意義上提升自身的解題能力。

二、能量守恒在電磁場的應用

高中學生在面臨高考時也會涉及到電磁學的問題。因此，在學習電磁場問題時面對的主要問題，就是如何實現對能量守恒的靈活應用。與機械運動進行比較后發現，帶電物體的做功與電勢能變化之間呈現出一種相等的狀態?！癢=.△Ep”可對其進行直觀體現。這說明我們在電磁學中應用能量守恒最為重點的內容就是，實現對電能與其他能之間轉換的準確掌握。電磁感應定律、歐姆定律以及楞次定律，是高中電磁學領域所涉及到的幾個主要知識點，電磁場能量守恒都可通過這些知識點進行較為直觀的反應。在系統的學習電磁學過程當中，科學應用能量守恒具有十分重要的現實意義。電磁場整體知識存在一種較為抽象的問題，學生在學習過程當中面臨較大阻礙。在解題過程當中更是毫無頭緒可言，長期的此種狀態下學習，會嚴重挫傷學生的自信心與學習熱情。教師可在這一過程當中利用能量守恒定律，引導學生更加直觀的了解電磁場題目。在抽象的知識中實現對難點的逐步化解。

在電磁場中靈活應用能量守恒是簡化問題的有效途徑。在建立直觀解題思維時，可對多種方法進行使用，現階段最為普遍的就是應用能量守恒定律。在能量守恒的基礎上，客觀分析電勢能是電磁場題目破解最為關鍵的內容，進而實現對所需求解東西的準確獲取。高中學生在學習電磁場相關方面知識時會面臨諸多阻礙，但是在掌握能量守恒的前提下可順利化解電磁場方面的知識與題目。這種解題方法是一種較為常規的方式，學生可在日常學習與訓練中針對能量守恒進行重點訓練。

三、能量守恒在熱學中的應用

能量守恒與熱學板塊之間的關系較為密切，作為最常用的知識點存在于熱學板塊當中，在解決熱學問題時，可將能量守恒作為支點與突破口進行使用。熟練掌握能量之間的轉化是熱學知識學習所必須滿足的條件，這也是順利應用能量守恒的基礎與前提。熱學會涉及到相當多的知識點，氣體壓強以及做功都在其中。下圖所示的問題情境作為最常見的題型存在于熱學題型當中。氣體通過電熱絲在封閉的右側進行加熱，這是內能不斷增加的主要原因。溫度也會在這一過程中隨之發生改變，整體呈現出不斷升高的趨勢。在右側壓強不斷增加的同時，活塞得以順利運動，也就是說左邊氣體的動力來源為右邊氣體。學生需要在全面分析問題的基礎之上實現對這類問題的有效解答，這要求學生在學習熱學的同時，必須進一步熟悉掌握能量守恒定律。保證解題的準確性不會受到影響。

四、結語

通過上述分析可以發現，系統性、整體性的物理知識是高中生學習所必須充分考慮的內容，這是進一步強化動能守恒應用的重要前提。利用常規分析法解答諸多物理問題，并不能實現對理想解決效果的獲取?？稍诶媚芰渴睾愕幕A上，實現對復雜物理過程的巧妙簡化。在靈活使用能量守恒的基礎上，受力以及運動分析也可以更為直觀的體現出來。清晰明了的問題對學生問題解決效率以及準確性的提升有推動作用。

參考文獻：

[1]黃致睿.如何用能量守恒分析高中物理問題[J].科技與企業，2016（2）：191.

[2]陳德志.探究運用能量守恒定律解決高中物理問題的方法[J].廣西教育，2017（6）：162.163.