探究高中物理中机械能守恒定律问题的解题策略

陈今纯

摘 要：高中是学生学习和成长极其关键的转折时期，学生在高中阶段面临着升学和学业的压力，在学习过程中需要教师耐心的引导，既要关注学生的学习问题，更要注重学生的心理问题，避免学生产生厌学的情绪。基于此，本文针对高中物理中机械能守恒定律问题的解题策略进行探究，以求能提高解题的准确性，减少解题过程中的失误。

关键词：高中物理;机械能守恒定律;解题策略

引言：

物理是学生高考必须要重点掌握的一门学科，同时物理是一门理论性的学科，需要教师在教学中将理论与实验相结合，需要学生具备良好的思维逻辑能力和自主探究能力，因此传统的教学模式不能适应学生的学习需求，教师要更新教学模式为学生的学习和发展奠定基础。在高中物理教学中机械能守恒定律问题是一道经常出现的题型，同时也是教学过程中的难点，学生在解题过程中经常因为各种原因而出现解题失误，解题思路不够明确，解题准确性不高，因此教师要针对该类题型的教学问题来研究和创新解题策略，为学生物理综合能力的提升提供保障。

1、高中物理中机械能守恒定律的解题关键

首先，在解题过程中要遵循一定的限制条件，满足机械能守恒定律问题的相关规则，这就要求教师和学生首先要明确机械能守恒定律的原理和内涵，主要是指总势能和重动能之间的平衡性，两者之和需要保持不变，在解题中也要在这一特征之下进行思考。（1）从系统做功方面来看，如果系统内没有外力影响，只有重力和弹力的因素，那么就可以默认为系统内的机械能保持不变;（2）从能量守恒角度来看，如果不存在其他形式能的影响，只是动能与势能的相互转化，可以默认为系统机械能保持不变。教师在高中物理中要向学生灌输以上的教学观念，帮助学生抓住解题关键点，以此来作为解题的突破口。

其次，在解题过程中要遵循几点物理表达式，（1）E1（机械能初始状态）=E2（机械能最终状态），展开形式为Ek1+Ep1=Ek2+Ep2;（2）系统内机械能的守恒，强调的是动能和势能之间的平衡性，两者之和应该是不变的，两者之间是此消彼长的关系，也就是反比关系，当一方能量减少，而另一方能量就要有所增加，保持两者之间的平衡性。这就是教师要教会学生在高中物理中的解题关键点。

2、高中物理中机械能守恒定律问题的解题策略

2.1 单个物体的机械守恒问题

这类问题主要包括抛体类、固定光滑斜面类、固定光滑圆弧类、摆动类四大板块，同时这四种类型也是学生机械能守恒定律问题解决中的难点。

例题一：在高度为h处以初速度为v0斜向上抛出，在空中的阻力忽略不计，求球落地后的速度。

分析：在这道题的解题过程中学生要时刻记住机械能守恒定律的规律，遵循一定的原则来思考和分析，可以通过地面上零势能面的有效选取作为解题突破口，以此来得出物体抛出时和落地时的机械能相等的结论，并列出相应的物理方程式，即mgh+1/2mv02=1/2mvt2.

例题二：一个物理以初速度v0冲上一个光滑斜面，求物体在斜面上的最大运动距离是多少？

分析：物体在运动过程中在忽视外界阻力的前提下，主要受到两种外力的做功，一是物体本身的重力势能，二是來自于斜面给予的支持力，在两种力的作用下推动物体的运动，而只有重力对物体进行做功，那么学生就要认识到这是重力势能与动能之间的转化，与斜面的支持力没有关系，学生要学会辨别题目中的无效信息，根据物体在地面和斜面最高点时机械能不变的原理列出物理方程式，即1/2mv02=mgh=mgs x sinθ.

2.2 系统机械能守恒问题

系统化的机械能守恒问题与单一物体机械能守恒问题相比，涉及的范围更加广泛，知识点更加复杂多样，因此在解题过程中容易出现的错误和遇到的困难更多，需要教师和学生赋予更多的耐心和细心。系统机械能守恒定律问题主要包括轻绳连体类、轻杆连体类、光滑圆弧类、自由摆动类等，每一个问题虽然看起来很复杂，但是其中的原理和规律是不变的。针对其中一个题型：轻绳连体类问题的解析，学生在解题过程中需要明确：物体之间的速度关系不是一层不变的，而是由物体之间细绳连接物体的速度来确定，因此学生在该类问题的解题过程中，要注意观察两个物体之间的连接转化关系，从而确定两者之间的移动速度。通过以上分析可以看出，在机械能守恒定律问题的解题过程中，主要分析的是对物体产生作用力，也就是做功的一方，系统中重力与弹力两者的做功是不会改变机械能的，这只是系统内势能与动能的转化，在解题中学生一定要抓住解题关键点，来梳理解题思路，提高解题准确性。

结束语：

综上所述，在高中物理中机械能守恒定律问题是一个教学难点，同时也是高考必考的题型之一，学生必须要重点且准确的掌握，为学生物理解题效率及综合能力的提升提供保障，机械能守恒定律问题包含了力学和能量学两方面的知识，需要学生对这两部分知识都有一个清晰的知识体系，并且能够将两个知识点有效融合，提升学生解题过程中的效率，解决一些解题困难。

参考文献：

[1]董奇烜  . 高中物理中机械能守恒定律问题的解题策略探讨[J]. 学周刊， 2018.

[2]宋敬东. 高中物理中机械能守恒定律问题的解题策略探究[J]. 中学物理：高中版， 2014（9期）：80-81.