高中物理解题中机械能守恒定律的应用

陈 霞

(江苏省张家港市暨阳高级中学 215600)

高中物理习题灵活多变，应用机械能守恒定律解题时应注重运用所学的受力分析知识从整体上明确机械能是否守恒.同时把握不同阶段物体的运动状态，灵活运用做功与能量之间的关系分析出能量的转化方向，构建对应的方程.

一、用于解答轻绳类问题

运用机械能守恒定律解答轻绳类的问题时应把握两点：其一，轻绳由弯曲变成伸长状态时需要消耗一部分能量.其二，构建机械能守恒方程时应注重把握轻绳末端速度、力的分解规律，避免张冠李戴，不假思索的列出错误的方程.如下题：

a、b两球的质量分别为1.5m、m，被系在一根不可伸轻绳的两端，并按照图1所示跨在一根固定的光滑水平杆上.其中a球处在地面上，轻绳处于拉伸状态.将b球从和水平杆等高的位置释放.若a球刚好对地面无压力，则b球摆过的角度为( ).

图1

A.30° B.37° C.45° D.60°

二、用于解答弹簧类问题

机械能守恒定律解答弹簧类的问题时，为提高解题正确率应认识到弹簧的形变属于机械能守恒的范畴.另外，弹簧是一种特殊的储能装置，其不仅可以储存能量，而且还能释放能量.一些题目往往结合弹簧的这一特性进行出题，考查学生对机械能守恒定律的理解深度.如下题：

如图2一粗糙倾角为θ的斜面的下端固定一轻质弹簧.弹簧上端刚好处在B点.一质量为m的小物块从A点以某一速度匀速下滑压缩弹簧至最低点C点后返回，恰能达到A点.若AC的长为x，重力加速度为g，则以下说法正确的是( ).

图2

A.物块和斜面间的动摩擦因数μ=tanθ

C.物块从B→C，物块与弹簧构成的系统机械能守恒

D.弹簧最大弹性势能为2mgxsinθ

三、用于解答传动带类问题

高中物理中传送带类的问题较为抽象，尤其一些习题将传送带与其他知识点融合在一起，难度大大提升.运用机械能守恒定律解题时应认真分析，正确的计算出物体在传送带上运动时的能量损失情况.另外，部分习题创设的情境较为复杂，构建物理方程时应注重运用几何知识准确的计算出相关参数.如下题：

图3

A.L≥RB.L2RD.H=2R

四、用于解答木板类问题

运用机械能守恒定律解答木板类的问题时应认识到当物体和木板发生相对运动时，如有摩擦力的存在会导致机械能的损失.解答关于木板反复碰撞类的问题，可不用分析其具体的碰撞过程，运用整体思想判断物体最终的运动状态，利用机械能守恒定律构建相关的方程，可大大提高解题效率.如下题：

图4

机械能守恒定律在高中物理中占有重要地位.定理的内容不难记忆，但要想灵活用于解题中并非易事，授课中并注重为学生尽可能多的讲解相关的例题，拓展学生的视野，深化学生的理解.同时组织学生开展针对性的训练活动，使其在训练中积累丰富的应用经验，提高应用水平.