探究機(jī)械能在高中物理學(xué)習(xí)中的適用范圍

張宇軒

摘要：在高中的學(xué)習(xí)生活當(dāng)中，物理既是一門重點(diǎn)也是難點(diǎn)，對(duì)于理科生來說它是高考必考的科目，所以物理成績(jī)的好壞直接關(guān)系到高考和未來。物理學(xué)科與其它學(xué)科相比，綜合性和抽象性更強(qiáng)，在學(xué)習(xí)的過程中難度更大。機(jī)械能是高中物理學(xué)習(xí)中比較重要和基礎(chǔ)的知識(shí)內(nèi)容，也是很多物理題目都會(huì)涉及到的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，全面了解其范圍更能讓我們加快解題速度，保證學(xué)習(xí)效果。

關(guān)鍵詞：機(jī)械能 高中 物理學(xué)習(xí) 適用范圍

物理水平的高低與學(xué)習(xí)過程中掌握知識(shí)的扎實(shí)程度有密切關(guān)系，機(jī)械能是物理學(xué)習(xí)中比較重點(diǎn)的知識(shí)點(diǎn)，它不僅能解決功和能的問題，在電學(xué)和熱學(xué)方面也提供了比較重要的知識(shí)基礎(chǔ)。我們?cè)谶M(jìn)行很多物理問題的解答過程中，很多時(shí)候都會(huì)首先考慮用機(jī)械能來進(jìn)行解決，并且能在很多大型和小型的物理測(cè)驗(yàn)中都看得到。毋庸置疑，機(jī)械能的學(xué)習(xí)是我們高中物理學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn)，所以要想提升自己的物理成績(jī)一定要明確機(jī)械能在高中物理學(xué)習(xí)中的適用范圍。

一、動(dòng)能定理

動(dòng)能其實(shí)也就是物體在運(yùn)動(dòng)當(dāng)中產(chǎn)生的能量，所有的物體都是在運(yùn)動(dòng)的，因此，所有物體都具有動(dòng)能。動(dòng)能在數(shù)值上等于（1/2）mv2。動(dòng)能定理是機(jī)械能適用范圍中非常重要的一個(gè)部分，它是高考中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。動(dòng)能的國(guó)際單位是焦耳（J），簡(jiǎn)稱焦。動(dòng)能與其它能比較大的一個(gè)區(qū)別就是他只有大小沒有方向，動(dòng)能定理在學(xué)習(xí)的過程中強(qiáng)調(diào)的是外力對(duì)物體所做的功的大小，它的主要內(nèi)容的表達(dá)方式是合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化，在學(xué)習(xí)物理動(dòng)能的過程中這個(gè)概念不能忽視。一般會(huì)涉及到的公式有：W=F*L=1/2*m*v2^2-1/2*m*

v1^2；F=ma等，在實(shí)際的學(xué)習(xí)過程中，遇到利用動(dòng)能定理來解決機(jī)械問題的過程中需要設(shè)定物體的初始動(dòng)能和最末動(dòng)能，物體實(shí)際的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是可以忽略的。一般在學(xué)習(xí)過程中，試題中可能會(huì)涉及到產(chǎn)生位移的情況，當(dāng)不涉及到加速度的計(jì)算時(shí)就可以使用這種方法來進(jìn)行計(jì)算，這樣增加了解題效率也讓計(jì)算更加簡(jiǎn)單。例如：物體質(zhì)量為m=20kg，在斜面上有恒定的拉力對(duì)其進(jìn)行沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，假設(shè)摩擦因數(shù)為0.1，如果當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到中間的時(shí)候，去掉拉力，可以使得物體剛好到頂端停下。假設(shè)斜面坡度為45度，G=10N，求拉力F？這個(gè)機(jī)械問題就可以通過動(dòng)能定理的方式進(jìn)行解決，在題目上畫上分析圖，通過標(biāo)注各個(gè)力的方向來算出最后拉力的大小。

二、機(jī)械能守恒定律

機(jī)械能守恒定律是物理學(xué)習(xí)的過程中最常使用的一種定律之一，這個(gè)定律主要是在說物體在受到外力的作用下做功，在這個(gè)過程中會(huì)發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，也包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。一般物體只用在重力和彈力做功的系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行作用，這樣能夠保證機(jī)械能的總量保持一定，這樣的一個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒定律。能量守恒定律對(duì)于高中的物理機(jī)械能的學(xué)習(xí)來說需要比較扎實(shí)的物理基礎(chǔ)作為依靠，根據(jù)這一定律能夠?qū)⒔^大多數(shù)做功與耗能問題都與機(jī)械能守恒定律相互關(guān)聯(lián)。要注意的是，機(jī)械能守恒定律的使用需要建立在一定的基礎(chǔ)之上，需要在沒有外力做功的情況下才能保證物體的機(jī)械能守恒。例如：一根麻繩上拴著一個(gè)小鐵球，另一端系在墻上，然后開始釋放小球，這時(shí)候小球在這個(gè)過程中只能受到重力和麻繩的拉力，空氣的阻力可以忽略不計(jì)。在這個(gè)過程中，重力和拉力的方向是完全相反的，因此，在這個(gè)過程中拉力并沒有做功，因此，小球在這個(gè)狀態(tài)下可以稱為機(jī)械能是守恒的。

三、其他方面的應(yīng)用

機(jī)械能是高中學(xué)習(xí)中很多力學(xué)的基礎(chǔ)，所以學(xué)好機(jī)械能對(duì)于我們高中生來說十分重要。高中物理的難度比較大，對(duì)于像機(jī)械能這種比較基礎(chǔ)的知識(shí)一定要牢牢掌握后才能保證物理成績(jī)的穩(wěn)步提升。機(jī)械能在進(jìn)行解題的過程中使用范圍非常廣泛，像是動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律中都能應(yīng)用到，除此之外還在功率及功能關(guān)系、機(jī)械能的驗(yàn)證過程中也會(huì)使用到。機(jī)械能的重要性早已經(jīng)被很多的物理教師所認(rèn)識(shí)到，我們?cè)谏详P(guān)于機(jī)械能的課程時(shí)也會(huì)打起十二分的精神來聽課，因?yàn)樵鷮?shí)的基礎(chǔ)和全部知識(shí)點(diǎn)的掌握是學(xué)好物理的基礎(chǔ)，只有對(duì)高中物理有一定了解后才能在遇到問題時(shí)進(jìn)行靈活的解決，獲得更高的分?jǐn)?shù)。

四、在學(xué)習(xí)機(jī)械能過程中需要重點(diǎn)注意的事項(xiàng)

當(dāng)我們了解高中物理機(jī)械能適用范圍之后需要明確自己學(xué)習(xí)機(jī)械能的意義，制定自己學(xué)習(xí)物理的目標(biāo)，根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況來調(diào)整自己的學(xué)習(xí)方法。高中物理課堂上，教師對(duì)于機(jī)械能的講解頻率十分高，作為學(xué)生一定要把握好課堂上教師傳輸?shù)闹R(shí)點(diǎn)，通過課下鞏固等方式提升自己的物理水平，讓自己應(yīng)用機(jī)械能進(jìn)行解題更加有效率。

（一）重視預(yù)習(xí)的作用

預(yù)習(xí)是學(xué)習(xí)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，也是物理教師在每一節(jié)課后都會(huì)布置的課下任務(wù)，像我一樣的很多學(xué)生并不重視預(yù)習(xí)，只針對(duì)教師布置的書面作業(yè)進(jìn)行完成，忽視物理學(xué)習(xí)中預(yù)習(xí)的重要作用。高中的物理難度與初中學(xué)習(xí)的內(nèi)容上了一個(gè)臺(tái)階，學(xué)習(xí)任務(wù)更加艱巨對(duì)我們學(xué)生要求也更高，如果在課前沒有好好的預(yù)習(xí)很容易在課上有聽不懂，跟不上的情況，最終影響物理成績(jī)。機(jī)械能是高中物理學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和基礎(chǔ)，所以，當(dāng)學(xué)習(xí)比較重要的知識(shí)點(diǎn)的過程中需要養(yǎng)成預(yù)習(xí)的習(xí)慣，就高中機(jī)械能章節(jié)而言，其囊括了功與功率、動(dòng)能與動(dòng)能定律、機(jī)械能守恒定律等內(nèi)容。只有做好預(yù)習(xí)才能跟上教師的節(jié)奏，才能在課堂上了解教師授課的內(nèi)容，才能在接下來的學(xué)習(xí)中更有優(yōu)勢(shì)。

（二）認(rèn)真聽課

聽課是學(xué)校生活中最重要的環(huán)節(jié)，教師在課堂上的時(shí)間是有限的。作為學(xué)生需要掌握教師在課堂上的四十分鐘，掌握教師教授的內(nèi)容。在課堂上需要明確學(xué)生的主體地位，尤其是像物理這種比較難的科目更需要作為學(xué)生的我們及時(shí)的與教師保持溝通，如果有不懂的地方要及時(shí)進(jìn)行反饋，讓教師再講一遍，加深我們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。機(jī)械能的學(xué)習(xí)過程中可以讓教師標(biāo)注出學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，應(yīng)對(duì)機(jī)械能守恒條件的本質(zhì)進(jìn)行深入挖掘，課本中對(duì)這一定律的表述是：在一個(gè)過程中若外力不做功，并且每一個(gè)對(duì)內(nèi)非保守力也不做功，在這一情況下質(zhì)點(diǎn)系機(jī)械能處于守恒狀態(tài)。學(xué)生要在課堂上做好筆記，跟上教師的每一步，為自己學(xué)習(xí)物理奠定良好的基礎(chǔ)。

（三）加強(qiáng)課后復(fù)習(xí)

聽課結(jié)束之后需要及時(shí)的進(jìn)行復(fù)習(xí)，對(duì)課堂上教師講解的知識(shí)進(jìn)行及時(shí)的鞏固與練習(xí)。一般來說，教師都會(huì)布置一些課下作業(yè)，我們?cè)诩皶r(shí)完成作業(yè)的基礎(chǔ)上還需要對(duì)課堂上教師所講的定理、公式、例題等再做一遍，加深對(duì)課堂的印象。對(duì)于機(jī)械能來說，很多學(xué)生在課堂上不能馬上理解，它的難度比較大，很難通過課堂的四十分鐘讓我們熟練掌握其應(yīng)用，所以進(jìn)行課后的復(fù)習(xí)是十分必要的。但是，復(fù)習(xí)并不是單純的做作業(yè)、做練習(xí)，而是要將所有的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行整理，包括課堂上老師涉及到以前學(xué)習(xí)的內(nèi)容也要及時(shí)的進(jìn)行復(fù)習(xí)，多翻閱教材和自己的錯(cuò)題本，作業(yè)有錯(cuò)誤的地方要多多進(jìn)行相關(guān)練習(xí)，最終形成全方位、多層次的系統(tǒng)知識(shí)結(jié)構(gòu)。

（四）機(jī)械能相關(guān)習(xí)題練習(xí)不能少

課后練習(xí)的目的在于鞏固知識(shí)點(diǎn)和對(duì)學(xué)習(xí)掌握情況的一種審查，我們?cè)诤芏鄷r(shí)候都會(huì)覺得在課堂上已經(jīng)聽懂物理教師講解的所有知識(shí)點(diǎn)，但是在做題的過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)自己還有很多細(xì)節(jié)的東西沒有掌握好，課后練習(xí)的目的就是對(duì)知識(shí)進(jìn)行全面的考察，對(duì)自己目前掌握的東西進(jìn)行去粗取精，讓機(jī)械能這個(gè)知識(shí)難點(diǎn)在我們腦海中印象更深，增強(qiáng)自己解決問題的能力。但是作為高中生的我們，課業(yè)壓力比較大，每一門科目都有作業(yè)，所以在進(jìn)行做題的過程中需要注意選擇練習(xí)題的質(zhì)量，不要認(rèn)為多做題一定好，從認(rèn)真做題，努力學(xué)習(xí)中了解機(jī)械能，學(xué)會(huì)機(jī)械能的合理應(yīng)用。

五、結(jié)語

綜上所述，機(jī)械能在高中物理學(xué)習(xí)過程中的適用范圍是非常廣的，我們?cè)趯W(xué)習(xí)和運(yùn)用過程中需要明確不同的機(jī)械能概念，針對(duì)具體的題進(jìn)行具體分析，先從基礎(chǔ)概念知識(shí)抓起，深入理解并掌握不同的概念，同時(shí)在日常解題過程中能夠熟練應(yīng)用相關(guān)公式，保證可以在最短時(shí)間內(nèi)分析出物體做功狀態(tài)和相關(guān)條件，避免遇到實(shí)際問題無從下手。在學(xué)習(xí)過程中可以和同學(xué)一起討論，增強(qiáng)自己對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度，從而提升自身的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：武漢市洪山高級(jí)中學(xué)）