高中物理高考中能量守恒定律的综合应用

杨黎明

摘 要：众所周知，在我们进行高中学习时，和其他学科相比，物理学科是一门能应用在实际生活中的科目。能量不仅是很衡量物质运动的基本量度，同时也是人类对客观事物进行研究的主要理论依据，学生如果可以充分把握这种一知识点，并将其应用于解决实际物理问题中，不断强化物理学习能力，提升物理学习效果。

关键词：高中物理;能量守恒定律;应用

物理学研究的是物质运动最基本最普通的形式，包括机械运动、分子热运动、电磁运动、原子和原子核内的运动等。对于高考而言，学好高中物理对于我们很多高中生来说至关重要[1]。能量守恒的定义为能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能是一个物体传给另一个物体，并且能量间的形式也是可以相互转化的，在自然界中去，能量守恒定律被发现以后，就成为了解决现实问题的重要定律和依据[2]。在高中物理高考中，教师应该结合自身的经验，帮助学生理解学习并掌握能量守恒定律。

一、 能量守恒定律在高中物理的教学

高中物理的能量守恒是一个最为简单也是最为普遍的应用，能量守恒定律是高中阶段学习的重要定律之一，也是解答高中物理题目的重要理论依据。但是，由于能量守恒定律涉及面广，逻辑思维复杂以及抽象性突然等特点，因而要注意能量守恒定律适应成立的条件。高中物理学习大多涉及能量，如：电场能、分子运动内能、电能等等，对于可以运用公式进行计算的能量，则直接导入公式即可;而对于无法运用公式进行能量计算的，则可以寻找其功能关系加以转化，学生通过学习和总结，以此来增加对功能关系的理解和辨析，从而运用能量守恒定律来解决实际问题。能量守恒定律的基本形式是能量的总和不变，也即在某一时刻的能量总和必然等于另一时刻的能量总和。学以致用是学习的最终目的，学习能量守恒定律也不例外。学习的最终目的是是让学生能够灵活运用能量守恒定律去解決实际问题，也可以升华学生对能量守恒定律的理解。比如，一辆小车现停放在一个平面上，这个平面是光滑的。而这时，该平面上的一个物体，现需要沿着该水平的平面向上滑去，直到物体到达了一个既定高度后，在滑下来。已知，该辆小车质量是m，物体质量是M，并且，假设这个物体滑动速度是v0，那么，在此前提下，求这个向上滑动的物体能够达最大高度是多少？根据题意，这就能够运用到机械能守恒定律。

二、能量守恒定律在解决问题上的应用

能量守恒定律是物理定律中最基本的定律，当前我们所处的自然界中，一切物质的运动都要遵守这一基本规律。机械能守恒试题可以分为单体研究问题和多体问题，其中单个物体的机械守恒过于简单和单一，高考题中基本不会出现，而是以考查多个物体组成的系统的机械能量守恒问题为主[3]。教学实践中，教师要注重能量守恒定律的应用讲解，帮助学生彻底掌握这一重要知识。

（一）机械能量守恒定律在问题解决上的应用

能量转化和守恒定律是自然界的四大基本规律之一，机械能守恒定律又是能量守恒定律在机械运动中具体表现形式。机械能包括动能、重力势能和弹性势能能三种，在只有重力、弹力做功的情形下，系统的动能和两种势能发生发生相互转化，机械能的总量保持不变。

例题：在一个倾角为0的光滑斜面上，质量分别为M和m的两个物体通过一根跨过定滑轮的细绳相连，两个物体初始都处于静止的状态，且m与地面高度是h，问m落地时速度是多少？解析：对于M、m和细绳构成的系统来说，总共有四个作用力。分别是M所受的重力Mg和m所受的重力mg，以及斜面对M的支持力N和滑轮对细绳的作用力F。首先M和m的重力做功但是不会影响系统的机械能总和，由于M是垂直于斜面，对于系统而言支持力N不做功。而滑轮对细绳的作用力F所做的功是机械能在系统内部进行的等量转化，不会改变机械能总量，通过以上分析，该系统的机械守恒。

（二）能量守恒定律在力学解决问题上的解决

力学是高中物理知识的重点，几乎贯穿于整个物理的学习过程中，运用能量守恒定律对物体受力进行分析，往往更容易发现物体在运动过程中能量的转化。在不受外力的系统中，物体的机械能守恒[4]。对于受力物体的能量增加量或减小量等于外力对物体所做的正功或负功，能量守恒定律对于物体进行复杂运动，运动过程中有能量转化、增加或减小的情况，通过运动学公式不容易求解的问题，往往有事半功倍的效果。

例如：木板A和物体B的质量为1kg，开始阶段将木板A通过挡板固定在O点，随后撤去挡板，A、B加速滑动，当A移动到距O点1m的E点时，将质量为5kg的物体C放到A上，物体C在木板A上滑动0.5m后，与A一起运动，最后停在F点，求EF之间的距离，假设系统中的摩擦因素都为μ=0.2.

分析：如果用运动学公式进行求解，会非常复杂，因此，可以将ABC三个物体看做是一个整体，物体B减小的重力势能等于木板A与桌面的摩擦力做功加上物体C与木板A摩擦力做功之和，这样既简单，又高效。

结束语：综合以上所述，能量守恒定律是一种一种常见的、普遍的定律，它通过对状态和过程的确定，保持能量的恒定。高中物理的能量守恒定律是高中物理的重点知识，需要学生掌握能量守恒的知识，才能解答相关物理题目。

参考文献

[1]孙同江. 浅议高中物理能量守恒定律的教学及应用[J]. 高中数理化， 2015（14）：37-38.

[2]李鑫. 高中物理学习中能量守恒定律的分析[J]. 经贸实践， 2016（23）：267.

[3]肖泽政. 对高中物理中能量守恒定律的探析[J]. 神州， 2018（2）：225-225.

[4]谭文辉. 从高考题看两个守恒定律的综合应用[J]. 理科考试研究， 2012（1）：29-32.