机械能守恒定律学习技巧浅析

刘理旗

摘 要：纵观高中物理知识体系，机械能部分是其中的重点内容，也是学习较为困难的部分。机械能守恒定律作为机械能部分的核心内容，学习过程中存在许多问题。本文将结合实际所学，把高中机械能部分知识概括为几个关键部分，并结合常见物理模型，简单探讨机械能守恒定律的灵活运用与解题技巧，以期让更多的同学理解掌握机械能守恒相关概念应用。

关键词：高中物理；机械能守恒定律；学习技巧

一、概述机械能守恒定律

机械能守恒定律中关键与核心在于“守恒”，它的含义表现在当某一物理体系和外界发生交互，引起力或能量的转变时，体系中原有的物理量保持恒定不变的状态。对于机械能的守恒，常见的理解有三种类型：其一是指，物体受到外力作用或者因为自身位置变化引起势能变化时，物体本身所具有的势能和因运动而具有的动能之和，贯穿于整个运动过程始终不发生改变的状态。其二是对于某一个运动的物体，运动过程中的任何一个时刻，其自身因运动而具有的动能与本具有的势能之和都保持不变；最后，是指物体不存在外力做功，单纯物体本身动能与所具有的势能相互转化的过程，转化过程中总和不发生改变。机械能部分的学习一直是高中学习的重点内容，教材中对守恒定义中的“系统”有特定的解释。由此也可以现实机械能守恒的受重视程度。近年物理题型中综合题目比重居高不下，而综合题目最善用的往往是系统机械能的探讨求解。所以学生只依赖课本中的概念性知识是不够的，还需要更多的练习，积累模型和解题经验。

要解决机械能的相关问题，即要紧抓机械能知识的关键部分：第一，发生在惯性参考系中的物理运动，物体有做功倾向或是物体做功而结果仍然机械能守恒时，可以考虑系统内部能量形式的转化，如动能转化为势能，弹力、重力一类保守力均能实现这一效果。其次，如果参考系是非惯性，而系统发生了功能关系，那么系统所受到的外力做功的和应当与被作用系统的机械能总量增加量一致。

二、机械能守恒定律学习技巧浅析

机械能守恒的学习要始终把握一个关键部分，即系统中势能与动能的和始终不变，基于此，要探究机械能守恒定律的学习技巧，可以从以下几个角度展开：

1.正确理解机械能的守恒过程

练习时机械能题目十分常见，要解决机械能问题，需要正确理解机械能守恒过程。守恒定律的应用方式不止一种，结合其他内容所综合的试题类型同样有多种变化，但是深究题目本质仍然没有过多变化，依然是对系统中动能与势能转化总和的稳定解析，宏观与微观中均可应用这一原理进行理解。

2.机械能的能量守恒特点探析

机械能守恒中常常涉及能量守恒，依据能量守恒的思路进行分析，可以通过分别研究系统中动能的变化与势能的变化，得出其变化结果。对过程进行观察分析，如果只有动能和势能的变化，不含有其他能量的消耗或转化，则可以定义为系统的这一过程没有其他外力参与，也没有外界能量的参与，此时的系统机械能总和不变，处于守恒状态。

3.机械能的系统做功情況探析

系统做功是机械能研究的常用途径，围绕机械能进行的改编的题目，明确考察方向后，即要分析题目中的系统有没有外力介入做功产生影响，以及外力做功的总和是否为零。当外力做功的总和为零或者并没有外力做功时，可以判定所研究系统的机械能守恒。

4.机械能表达式的解析及学习

高中阶段的物理学习，对机械能部分需要掌握的表达式一般有几种类型，一种是运动过程中系统最初的机械能与运动完成后的机械能数值相等，大小不发生改变。即运动开始时的动能与势能相加值与最后两者总和相等不变。另一种是机械能的守恒在于动能与势能两种形式的转化，动能减少的即为势能增加的，动能增加的部分则是势能所减少的。此外也有把机械能守恒应用于对地球系统的研究当中，得出结论，除去地球本身，地球上所有事物的动能与势能都存在相互转化且保持总量不变的关系。

通过以上几种方式的比较学习，可以看出第一种表述中牛顿的惯性定律在对系统的势能判断中发挥着重要作用，其他两种表述则相对淡化重力势能的研究影响。

5.机械能守恒研究对象选择的合理性及其学习技巧

对机械能守恒的研究要建立在合理的研究对象选取的前提上，对所研究的对象进行全面合理的分析，继而用于机械能守恒定律的科学系统性学习。在对运动系统进行研究观测过程中，当研究的对象不止一个，要回过头来明确所研究的问题方向，寻找最适合的研究对象，结合题目含义，明确任务目标，高效分析学习。

6.机械能守恒中的零势能选取影响及其学习技巧

机械能守恒定律的研究包含势能，除了弹性势能，重力势能也是常见研究主体。而系统中重力势能的确定要依赖于零势能面的选择。面对系统机械能变化不明确的情况，首先确定题目中零势能面的位置，从其零势能处着手解决，能够较快找到问题突破点。

7.机械能守恒学习中的知识体系构建及解题应用

教师对机械能部分的讲解，主要是对教材中基础知识的介绍，相关题型主要是引导学生自主找出解题思路。经验的积累，教师的引导点往往较为有效。但是从学生自身学习的角度来看，要提升成绩，稳固知识内容，仅仅凭借课堂内容是不够的，需要在练习中积累经验和解题思路。探索属于自己的解题方式，对机械能的理解也会相比于课堂更加深刻有效。课堂中把基础知识作为知识框架，通过自己日常的练习进行知识点的填充积累，完善知识的整体性，不去刻板求解，而是由思路延展得出答案结论。

此外合适的学习方法也能够帮助提升学习效率，不同的学生对知识的接受程度不同，有的学生能够轻易理解物理科目中大多数知识，有的学生却需要更多的努力。因此不要盲从，选择好的学习方式，构建自己的知识体系才能更好的学习应用，发挥效果。

三、结语

高中阶段，机械能守恒是避不开的重点部分，直接关系到整体物理成绩的高低。所以对于机械嫩的学习要摆正态度，认识其重要性。牢牢掌握基础知识，同时通过课余练习积累经验与扩展模型积累，本文简要介绍了一些机械能学习的相关技巧，希望同学们能加利用，使之真正作用于自己的物理学习，提升解题能力，去得优良成绩。

参考文献：

[1] 王启源. 试论高中物理机械能守恒学习技巧.2018（24）

[2] 李春芬. 浅谈机械能守恒定律.2012-09