高中物理机械能守恒学习技巧分析

邹宗先

在高中物理课程中，机械能守恒是课程的重点，同时也是课程难点，很多学生在学习机械能守恒时非常吃力，掌握良好的学习技巧是提高学习效果的关键。通过掌握更多有效的学习技巧，不仅能帮助更灵活的运用知识，还能使机械能守恒相关知识得以更好的巩固，从中掌握更高效的物理学习方法，为今后的学习打下良好基础。

1 高中物理机械能守恒知识学习的重要性

在高中物理中，守恒定律涉及的非常多，是较为重要的一部分学习内容。通过学习动能与势能，可以打下坚实的机械能守恒学习基础。可以说，机械能守恒具有承上启下作用，在整个高中力学知识学习中处于重要地位，同时也在能量知识学习中扮演重要角色。不同运动形式的相关守恒知识与转化知识，能够非常好的将自然规律体现出来，帮助更好的理解相关概念、规律等，但是这些内容有一定抽象性，学习难度较大，且学生掌握的相关解题技巧较少，难以灵活运用。在机械能守恒定律学习中，可以将其放在两个领域加以理解，一个是力学领域，另一个是能量学领域，了解机械能守恒定律在这两个领域中如何运用。在实际应用机械能守恒定律时，关注物体如何在初始阶段及最终阶段运动，获取到初始及最终两个状态的机械能总和就能通过等式解决问题，很多学生因为机械能守恒定律学习时，难以理解定律，掌握的不牢固，学习技巧缺乏，只能通过死记硬背方式应付考试。这样不仅不利于掌握、理解机械能守恒定律，更难以在解题中灵活运用，很难得到理想的考试分数，长期还会逐步丧失学习兴趣，影响今后物理学科的学习效果。

高中力学方面及能量学方面很多问题都需要借助机械能守恒定律解决，为此，要注重机械能守恒学习技巧的研究。通过掌握多种学习技巧，获得学习成就感，激发学习兴趣，不断加深对守恒定律的理解与掌握。在今后的解题中能够更灵活的运用守恒定理，达到举一反三的效果，提高学习效率。

2 高中物理机械能守恒学习技巧

因为高中物理课程学习内容多，学习任务紧，这就要求教师要注重学习技巧的讲解，以使学生掌握多种学习技巧，提高学习效率。受学习积极性、教学模式、学习资源等多种因素影响，高中生在学习机械能守恒时，技巧的运用存在很多障碍。为此，针对机械能守恒学习，提出以下技巧：

2.1 机械能守恒的判断

用轻弹簧连接两个物块，并将其放在光滑水平面上，相连的两个物块标记为物块A、物块B。其中，物块A竖直状态与靠着墙壁，将一个子弹形状的物体沿着水平方向摄入物块B，并让其留在物块B中。这类问题，需要对机械能守恒定律有充分理解，对研究对象机械能是否守恒进行判断，相关的物理问题才能熟练运用这个定律解决。

2.1.1 用机械能定义判断

在水平面内，如果物体运动能够匀速进行，动能、势能均不改变条件下，机械能是守恒的。如果有一个物体在动能不变条件下沿斜面匀速下滑，减少的是重力势能，机械能也会随之减少。

2.1.2 用做功判断

對物体或系统的内、外部受力情况分析，可以将各力的做功情况明确出来，如果系统不存在其他做功，只存在重力做功，此时可判定机械能是守恒的。具体是指，在解题中运用到机械能，要先对系统是否有外力对其做功的情况分析，或者是对外力对系统做功总和是否为零进行分析。如果经过分析发现系统外力做功不存在，或者外力对系统做功总和为零，则可以对系统处于机械能守恒状态进行判定。物块B带着子弹状物体向左运动，直到弹簧出现最大压缩量时，此时做功的只有弹簧，由此，可以判断出系统的机械能守恒;弹簧推动着带有子弹状物体的物块B向右运动，直到弹簧恢复原有长度时，做功的只有弹簧弹力，此时系统的机械能是守恒的。

2.1.3 用能量转化判断

如果系统与外界没有机械能传递，机械能仍维持不变，则系统的机械能是守恒的。具体来说，在机械能守恒定律应用时，需要对系统的动能与势能变化情况充分掌握，了解运动状态。如果系统只存在动能与势能两种能的相互间转化，而不存在其他能量转化时，且与外界也不存在能量转化，则系统的机械能是处于守恒状态的。在“子弹”状物体射进物块B时，“子弹”状物体的动能出现了转化，即一部分转化为系统的内能，此时减少了系统的机械能，不再是守恒的机械能。

2.2 机械能守恒的重要表达式

E1与E2是初始运动及最终运动状态中机械能的表达式，因为E1=E2，将公式展开，得到公式为Ek1+Ek2=Ek2+Ep2。系统中的势能变化量等于动能变化量，这是系统机械能守恒的一个表现，也就是说动能增加量与势能减少量是相等的;除去地球这一系统，物体1与物体2，相等的是物体1减少的机械能与物体2增加的机械能，用公式可表达为E1减=E2增。在以上这些公式中，Ek1+Ek2=Ek2+Ep2的运用时要关注重力势能参考面，而其他公式则不需要关注。

2.3 对零势能面合理选择

可以随意对零势能面选择，只有选择合适的零势能面，才能使问题的分析难度进一步降低。在对同一个系统研究时，选择的零势能面可以是相同的，通常，用低点作为零势能面的情况较多。此外，要保证初始与最终运动势能达到统一。在对机械能守恒这一定律使用时，通常只对始末的运动情况考虑，运动过程不需要考虑，也就是说只对开始与终止机械能的总量计算。机械能守恒运用中，也不需要考虑加速度与时间问题。为此，解题的步骤得以大大简化。

2.4 解题技巧

因为机械能守恒定律只对物体初始、末尾两种状态关注，物体运动过程不需要考虑，为此，在对相关力学题型求解时，运用机械能守恒可以将复杂的问题变得简单化。总体的解题技巧归纳为：（1）了解题目研究对象;（2）分析物体受力情况;（3）对物体始末两种状态有充分了解;（4）依据机械能守恒定律将方程式列出;（5）求解后对结果做相关分析。单个物体与地球所构成的系统及系统机械能守恒问题是高中阶段机械能守恒所涉及的主要问题。具体的解题技巧如下：

2.4.1 单个物体机械能守恒技巧

2.4.2 系统机械能守恒技巧

这类问题有多种类型，解决起到难度更大，常见的有轻绳连体、轻体连杆等问题。在一个倾斜角为的光滑斜面中，两个物体通过跨过定滑轮的绳子连接到一起，两个物体的质量分别为M与m，且初始时两物体均为静止状态，设问：m距离地面高度为h时，求m落地时的速。此题可以这样分析：细绳、M、m共同将一个系统构成，所受外力有四种，一种是M受的重力，表示为Mg;一种为M受的支持力，表示为N;还有滑轮对细绳产生的力，表示为F。系统机械能不会受M与m的重力影响而发生改变，N与斜面是垂直的，且没有分力出现在位移方向，因为不做功。此外，针对该类问题，还要考虑到速度的关系。总的来说，通过对定律灵活运用，以上这类问题均能变得简化。

2.5 保证课堂学习效率，独立完成习题作业

因为当前很多高中生对机械能守恒学习较为吃力，需要进一步提高课堂学习效率，因为机械能守恒知识是环环相扣的，一旦某些知识没学好，接下来的学习也会同样吃力。为此，可以让学生采取做课堂笔记的方式，因为课本中机械能量守恒涉及的内容有限，以基础理论与例题为主，通过做笔记形式将老师课上补充的知识点、例题记录下来，有效学习教师的思维方法，帮助更好的掌握课堂重点知识，对于不懂得知识点也可以记下来，课后方便问周围同学或者老师。

在课后要做好复习，对于课上学习的公式、定理等要多加复习，并多做练习题，尤其是容易混淆的知识。每完成一节课，都要引导学生养成课后梳理及总结课堂内容的好习惯，以更好的消化、理解旧知识，提高对新知识的掌握，并多做专项训练，以提高知识的运用能力。

3 结束语

总之，机械能守恒是高中物理学习的重点及难点，要首先熟悉、理解守恒及力学相关知识，为守恒学习奠定基础，不断从多个方面探究多样化的学习技巧，以更高效、快速的掌握相关定理，并熟练、灵活用机械能守恒解题，取得更显著学习效果。

（作者单位：利津县高级中学）