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高中物理机械能守恒学习技巧

2018-06-04

关键词:物块机械能势能

(大连市第十二中学 辽宁大连 116011 )

机械能守恒定律的学习一直是高中物理课题中需要掌握和学习应用的一个重点和难点,对于学生来说机械能守恒定律的抽象性很难使学生正确认识到其中的技巧,因此开展高中物理机械能守恒定律学习的技巧的研究,可以很好的帮助我们更好地完成高中物理课堂的知识的学习和应用,提高学习效率,能够更加科学的对于机械能守恒定律进行学习解析。而对于教师来说,学生能够掌握学习机械能守恒定律的学习技巧,就能够在教学中更加高效的进行传授知识,并且在之后的学习中引入同样的方法,能够使学生更好地学习物理。

一、开展高中物理机械能守恒定律学习技巧研究的重要性

在高中的物理课堂上机械能守恒定律是最为重要的一条定律之一,很好的掌握机械能守恒定律有助于良好的提高高中物理课堂知识的必要性,无疑是非常重要的技能。通过对于课程的学习可以了解到,高中物理的机械能守恒定律是一个综合性的定律,具有一定的难度,结合了高中物理学中的力学知识和能量学知识,虽然很多情况都是生活中常见的现象,但是在题目中也不乏有抽象性的特点,对此我们学生很难掌握。因此学好高中物理机械能守恒定律的学习技巧具有重要的意义,机械能守恒定律不但是能量守恒定律在力学方面的体现,对于力学来说,是在能量守恒中的具体应用。

由于很多同学在高中阶段对于物理学习特别是机械能守恒定律过程中,对能量守恒定律和力学的理解不够透彻并且掌握起来比较慢且比较不牢固,只是为了考试而一味的进行死记硬背,没有找到有效的对于机械能守恒定律的学习方法和学习技巧,这样使很大一部分人对于物理学失去学习的兴趣和动力,而且这些同学只是对于公式有一定的记忆,但是不能灵活的运用机械能守恒定律,在解题过程中还是没有办法将定律真正的运用起来,导致这部分同学的物理成绩上不去,从而使其对于物理学科的兴趣更加低了。

因此对于开展高中物理学机械能守恒定律的学习技巧的探究具有重要的意义,可以确保我们在学习高中物理这一学科时,能够更加明确的认识、理解、掌握及应用的关键所在,能够在解题过程中将定律更好的应用,做题能够更加灵活,避免出现“题目的题型一改变,学生就不会做题”的尴尬局面,因此要对于高中物理学科的机械能守恒定律的学习技巧的应用,能够使每一位同学在学习中有更多的探究和思考如何加强学习方法的研究。

二、开展高中物理机械能守恒学习技巧应用方法探究

对于高中的物理机械能守恒定律中学生最先要明白的主要内容是在整个运动或静止的系统中其总势能和总动能之和是固定不变的,因此在开展高中物理机械能守恒定律学习时,要从以下几个方面入手探究和应用机械能守恒定律。

1.从系统做功的角度来探究高中机械能守恒定律的学习和应用,因此我们在做题的过程中应首先要考虑整个研究的系统中有没有外力做功,或者外力对于整个系统的做功总和是不是为零。如果不存在外力做功的现象,或者外力做功的总和是为零,那么我们研究的系统整体是处于机械能守恒的状态的,否则就机械能不守恒,则要在系统中加上外力做的功。

2.从能量守恒的角探究高中机械能守恒定律的学习和应用,对于机械能守恒的情况,要对整个系统有明确的认识,是否在系统中存在其他能量的转换,如果不存在其他能量的转换,那么系统中的动能和势能的变化情况是如何,是否只是相互之间的转化。或者系统没有和外界有其他的能量交换,那么我们认为这个系统就是处于守恒的状态。例如在做题时很多同学在判断守恒状态时经常会犯错,将摩擦力所产生的热能忽略掉,本身其机械能是不守恒的,但是同学却认为是机械能守恒的。

3.明确机械能守恒的关键表达式,从而开展高中机械能守恒定律的学习应用。[1]在学习机械能守恒定律的过程中,应 对于机械能守恒的各种表达式能够记牢和掌握,对于基本的应用也要有所了解,才能更好的在机械能守恒定律的运算中学习和应用。对于高中的机械能守恒定律各类表达式中,可以分为以下几个部分:

(1)系统中的机械能守恒代表着整个系统中的机械能总和是不变的,最初的机械能总和必然等于最终的机械能总和,换句话说对于初始的系统中的所有动能和势能之和与系统中最终的所有动能和势能之和相等。

(2)系统的机械能守恒表示在系统内部所有的势能改变量与系统中的动能改变量都相等,就是整个系统中势能的减少量与动能的增加量等同,相同的势能的增加量就等同于动能的减少量。[2]

(3)系统的机械能守恒定律还标志着除去地球之外的其他物体减少的势能和增加的动能等同,增加的势能与减少的动能一样,这句话就意味着在地球上所有的物体总体所具有的机械能是守恒的,不变的。

在对于机械能守恒的学习过程中,其表达式的开展之前,要明确一些应用上的概述,首先是要明确重力势能的参考面,也就是零重力势能面,因为重力势能面的选取对于第一定理的应用有重要作用,而在应用第二和第三定理时重力势能的参考面对于结果的影响可以说是忽略不计的,作为重力势能的零势面进行探究。通过对于高中机械能守恒定律的学习和研究能够帮助我们在课堂上更好的学习到物理学科知识,能够更加明确学习解题思路,完成高中物理学科知识的学习,发挥我们的思维进行问题思考,并且有效的锻炼我们的逻辑思维能力。

4.明确物理研究对象的合理性,在开展高中机械能学习的过程中,首先对于研究对象要进行其合理性的探究,这样才能很好的开展高中机械能守恒定律的学习和应用。如果题目的难度提高,研究对象从一个变为多个或者从一个过程变成多个运动过程,就需要从我们熟悉或者方便的、合理的研究对象入手,开展对研究对象进行探究,从而更好的进行问题研究。

5.技巧性的选择零势能面。在机械能守恒的过程中,零势能面的选择对于解题过程有重要的影响,选择良好的零势能面能够有助于对机械能守恒的研究。在机械能守恒状态的研究时,我们可以选择最低点来进行问题研究,从而可以更加有技巧的进行学习高中物理机械能守恒定律。

三、例题分析

对于高中机械能守恒定律的开展过程中,在系统没有和外界有机械能的交互时,整个系统的机械能守恒,动能和势能总和不变。图1中,用轻弹簧相互连接的两个物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠在竖直的墙面,一颗子弹沿着水平方向射入物块B并停留在其中,问由子弹、弹簧和A、B物块组成的整个系统的机械能守恒属于下面四个过程中那一个。A、子弹射入木块的过程 B、B物块载着子弹一起向左运动的过程 C、弹簧推载着子弹的B物块向右运动,直到弹簧恢复原长的过程 D、B物块因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长到最大的过程。在题目中我们可以看到子弹射入B物块的过程中,子弹的动能有一部分转化为系统的内能,则系统的机械能逐渐减少,所以机械能不守恒,固A是错误的。物块B带子弹运动的过程中将弹簧压缩到最大,只有弹簧做功,因此机械能守恒,固B正确。当物块B载着子弹向右运动,直到弹簧变得原长,然后到达最大长度的弹簧,过程中只有弹簧做功,机械能守恒,固C、D都是正确的。在整个过程中,对于机械能的守恒分析,我们要把握各物体的运动情况,有无和外界有能量交换等,这样才能正确分析,并且在每个过程中将各有关的部件考虑进去,无关的没有做功的部件可以不考虑。

结语

机械能守恒定律是在高中阶段比较重要的学习内容,对于其学习的技巧有很大的研究空间,对于学生来说在学习高中物理机械能守恒定律的过程中,首先要明白为何要学习机械能守恒的分析技巧,明白其重要性。在分析过程中可以从以下几个角度出发,首先从整个系统的做功的情况,其次是能量守恒的角度,然后再是在零势能面的选择上,优选零势能面及表达式,以及在合理性的分析上要做好探究,从而更加深入的学习高中物理机械能守恒定律,灵活的运用机械能守恒定律的学习技巧,并且能够更好的融会贯通能够有助于物理学其他内容的学习,甚至能够有助于其他学科的学习研究,能够收获较为理想的高中物理课堂学习。

[1]黄茂津. 分层教学法在高中物理机械能守恒定律教学中的应用[J]. 中学理科园地,2017,13(01):16-17.

[2]谢淳凡. 浅析高中物理机械能守恒学习技巧[J]. 文理导航(中旬),2017,(01):54-55.

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