功与能量视角下高中物理解题探究

刘杰

【摘 要】 功是能量转化的量度，两者之间联系紧密.从功与能量视角解答高中物理习题往往可获得事半功倍的效果.为提高学生运用功与能量解答物理习题的意识，促进其解题能力的进一步提升，应做好高中物理经典题型的汇总，探究功与能量解题的相关思路，给学生带来良好的启发.本文对高中物理相关习题进行简单汇总，并结合不同的题型展示从功与能量角度解答的相关过程，以供参考.

【关键词】 功与能量;高中物理;解题探究

1 弹簧问题的解答

弹簧是高中物理习题中较为常见的对象，根据不同的形变表现为弹力和拉力.同时，弹簧是储能的重要装置.教学中注重给学生提供弹簧装置，要求学生体会弹簧的形变特点，更好地把握弹簧的性质.同时指引学生把握解题的相关细节，使其认识到解答弹簧相关的问题时应做好物体受力分析，把握物体受力平衡点以及受力的突变点，注重从功与能量的视角，以整体为研究对象，构建物理方程求解相关参数.

例题 如图1所示，用力F压缩一和弹簧接触的物体（弹簧和物体未连接），弹簧的劲度系数为k，物体的质量为为m.弹簧的另一端固定在墙壁上.弹簧被压缩x0时物体静止.撤去F后，弹簧向左运动的最大距离为4x0，物体可水平面的动摩擦因数为μ，重力加速度为g（  ）

A.F撤去后，物体先做匀加速运动，再做匀减速運动

B.F撤去后物体刚运动时的加速度大小为kx0/m-μg

C.物体做匀减速运动的时间为2x0μg

D.物体向左运动的速度最大的过程中克服摩擦力做的功为μmg（x0-μmg/k）

解答过程 撤去F后，随着弹簧的伸长弹力逐渐减小其物体做加速度减小的加速运动，当摩擦力和弹力相等时加速度为零.继续向左运动做加速度增大的减速运动.当脱离弹簧后做匀减速运动.F撤去后物体刚运动，由牛顿第二定律可知kx0-μmg=ma，a=kx0/m-μg.物体离开弹簧向左运动的位移为3x0，则12a1t2=3x0，μmg=ma1，联立得到：t=6x0μg.物体向左运动的速度最大时，加速度为零，此时kx1=μmg，则摩擦力做功Wf=fs=μmg（x0-x1）=μmg（x0-μmg/k）.综上选择BD.