浅析机械能在高中物理学习中的适用范围

摘 要：作为高中阶段物理学习的内容之一，机械能在整个高中阶段都是非常重要的。可以说，机械能会贯穿整个高中物理的学习阶段，作为一种功和能的概念，机械能的出现以及应用具有非常实际的作用。作为高中生，在整个高中阶段都要学习到机械能，同时我们通过观察平常的物理考试也可以看出，机械能部分在其中占据较大的分数。因此，作为学生的我们要对机械能的应用以及解答方式展开细致的分析以及总结，这样能够很好地帮助我们学习高中阶段的物理课程。接下来，文章就根据平常的学习经验来分析机械能在高中物理学习中的适用范围，希望能够帮助到对机械能知识有所困惑的同学们。

关键词：机械能；高中物理学习；适用范围

一、 动能定理

一直以来，高中物理中考试的热点就包括动能定理。动能定理中，对于机械能的适用范围是比较重要的。要了解机械能在动能定理的适用范围，首先要对动能定理的内容有所了解，动能定理就是指外力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量，首先需要弄明白这一概念才能解决实际的问题。动能定理的表达式为：W总=12mv22-12mv21

掌握好这个公式，才能正确地分析机械能的相关问题。当利用动能定理来具体的解决机械能的相关问题时，要充分地考虑物体在整个运动过程中做出的总功，通过计算获得初动能和末动能，对于整个运动过程中的状态变化则不需要考虑。因为动能定理主要是进行物体做功过程具体的受力情况的研究，因此在进行分析的工作过程中要对单个物体展开受力分析。通常情况下，在讨论因为受力引起物体发生位移而又不需要考虑加速度的这类题型时，可以利用动能定理来进行题目的解答，不需要运用牛顿第二定律了，更加方便的解答问题。舉例说明，一物体m质量为10kg，物体在受到平行于斜面的恒定拉力F作用下，沿着斜面向上进行运动，考虑到斜面与物体间的动摩擦因数μ，μ=1。当物体向斜面中点运动并且到达时，将力F去掉物体能够刚好的停止在斜面顶端。由此可以设斜面倾角为θ=30°，取g=10m/s2，求拉力F。在进行这个题目的解答过程中，可以分析物体的受力情况：

物体的受力情况由上图所示，其中重力为mg，拉力F，斜面的支持力为N，同时受到摩擦力f=μmgcosθ。由于物体在斜面的上半段将支持力

F去掉了，其他的受力情况没有发生变化，因此可设斜面的长度为s，根据动能定理可以设置等量关系，具体的等量关系式如下所示：

F·s2-μmgscosθ-mgssin30°=0，这样可以解得F=117.3N。

二、 机械能守恒

在高中阶段的物理学习过程中，机械能守恒定律也是应用机械能的基础。当前在解答与做功、耗能等相关联的物理题目时，首先就需要进行机械能是否守恒的问题判断。机械能守恒主要就是指物体只受到了重力或者是弹力的作用下才能够做功，在这个做功的过程中物体的动能与势能发生了相互间的转化，但是机械能的总量没有发生变化，这就可以认为机械能是守恒的。在概念中提到机械能守恒的条件，这一条件就是物体只受到了重力或者弹力的作用，只有这两种力做功，其他的力则不做功。物体受到了其他的力，但是其他的力没有做功。举例说明，一个小球被系在了一根绳子上面，将这跟绳子的另一端在天花板上固定住，接下来就将小球从固定的高度由静止开始释放小球，小球在运动的过程中，会受到了重力，还有就是绳子对它的拉力。在这一个运动过程中，小球的机械能是守恒的，守恒的原因是小球受到了绳子的拉力，拉力的方向与其运动的方向是垂直的，所以拉力没有对小球做功。

三、 其他应用

在高中阶段的物理学习过程中，机械能具有非常广泛的适用范围，除了前文提到的动能定理以及机械能守恒问题外，还有其他方面的应用。机械能在高中物理学习的适用范围还包括功率、功能关系、机动车的启动方式以及验证机械能守恒定律等等，这些问题都是我们高中生在进行高中物理学习需要了解的知识点。作为高中生的我们，在进行高中物理知识的学习过程中，要仔细学习机械能的知识，对关于机械能的各种概念进行深入的理解，通过熟记公式来对习题进行准确地解答。在进行物理学习的过程中，对于机械能部分的考试题，要根据题目的具体实际情况，选择合适的运算公式以及机械能定律，将不同的机械能区别开来，做到灵活的使用。通过开发我们的思维，对高中物理学习中的机械能运用形式进行全面的掌握。

四、 结语

通过上文的分析我们能够了解到，高中物理学习中的机械能是具有非常广泛的适用范围的，因此作为学生的我们要在学习机械能和运用机械能的过程中，根据具体情况选择不同的机械能概念，做到具体问题具体分析，在学习的过程中积极地与同学们沟通和交流，有效增强自己对相关知识的掌握程度，全面提升自身的学习质量。

参考文献：

[1]唐竤.思维导图在机械能学习中的应用[J].农家参谋，2015（21）：117.

[2]彭嘉骏.机械能中的几个常见问题[J].智库时代，2016（7）：167+170.

作者简介：田济铭，河北省保定市，保定市第三中学1606。