能量守恒在解決高中物理問題方面的應(yīng)用與探討

任孟琦

摘 要：能量守恒定律是高中物理的課程中一個重要知識點，當(dāng)然能量守恒并不是獨立的知識點，它在力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等多方面都有應(yīng)用，進(jìn)行不同形式的能量轉(zhuǎn)化，是解決高中物理問題的重要方法，所以本文主要從能解決量守恒問題的注意事項和在力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)的具體應(yīng)用來分析能量守恒在解決高中物理問題方面的應(yīng)用和探討。

關(guān)鍵詞：能量守恒；高中物理；問題；應(yīng)用

在高中物理學(xué)習(xí)中，會有很多相似或者相關(guān)的已知概念，但是在能量守恒的具體應(yīng)用中需要明確題目的前提，是否符合能量守恒，如果符合則可以使用。其實，能量守恒定律的應(yīng)用是很廣泛的，也就是說，對物理學(xué)中的不同類型的物理問題，從能量守恒入手，可以找到清晰的分析思路和方法。但是要想熟練地運用能量守恒定律就必須熟記能量守恒定律的表達(dá)公式及其守恒條件，要不就會用錯[1]。

并且要注意以功能關(guān)系為切入點。在高中課程對于能量守恒的設(shè)置中，能量是伴隨著多種形式變化的，所以在進(jìn)行解題的時候一定要考慮清楚能量的變化關(guān)系，并且要考慮到能量的消耗等問題。根據(jù)不同的能量變化選擇不同的公式定理，注意能量的守恒特性，不要忽略任何一個能量轉(zhuǎn)化的可能。

一、能量守恒在解決高中物理問題方面的應(yīng)用

能量守恒是這個世界上不可思議又可以理解的事情，因為我們會發(fā)現(xiàn)世界上很多東西都是相輔相成的，并且相生相克的東西也不少，自然界的生物幾乎都有天敵，所以能量會產(chǎn)生也會消失，萬物都在能量守恒中。而對于我們學(xué)習(xí)高中物理的解決方法實際上也是解決生活中的實際問題。我們對于物質(zhì)運動的基本量度依據(jù)主要是能量，當(dāng)能量守恒定律被發(fā)現(xiàn)以來，通過對不同形式之間的能量轉(zhuǎn)換及守恒，我們可以發(fā)現(xiàn)自然界中物質(zhì)運動和變化的規(guī)律，進(jìn)而提升社會文明程度推動社會的進(jìn)步[2]。

（一）能量守恒在力學(xué)的應(yīng)用。在力學(xué)的學(xué)習(xí)過程中我們都知道，如果物體僅僅受到重力和彈力的作用，那么物體的能量就會在勢能和動能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且機(jī)械能的總量不變，對于這種情況下我們稱之為機(jī)械能守恒定律[3]。所以再具體解題應(yīng)用中對于受力復(fù)雜的部分可以進(jìn)行通過能量守恒進(jìn)行簡化處理。比如說在光滑的水平地面上，有兩個彈簧相連的兩個物體，A緊貼墻角并且A的質(zhì)量是B的二倍，然后外力F作用在B物體，這時候彈簧做功用W表示。此時去掉外力，試問A離開墻壁的最大彈性勢能？如果這道題用受力分析來解會非常困難，但是通過能量守恒，將兩個物體作為整體，通過分析可以得到兩物體速度統(tǒng)一時才會達(dá)到最大彈性勢能。所以對于不同的題型需要不同的解決手段，在日常學(xué)習(xí)中也需要對于能量守恒定律的解題經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)。

（二）能量守恒在熱學(xué)的應(yīng)用。對于熱學(xué)運動來說，能量守恒定律也是可以應(yīng)用的，這也是解決熱學(xué)大題的突破口，但是熱學(xué)一般作為選修教材知識點出現(xiàn)，但是每年的教學(xué)大綱也可能有所調(diào)整，所以對于熱學(xué)的學(xué)習(xí)也需要足夠重視。熱學(xué)主要是氣體壓強(qiáng)和做功這兩個重要的知識點，一般常見的題型都是封閉的空間中，會分成兩格，并對一邊的空格進(jìn)行加熱，導(dǎo)致空格內(nèi)能的增加，隨之影響另外的空格能量變化，而出現(xiàn)活塞運動，所以這里面的重點是要確定誰對誰做功，通過單個的能量分析，再進(jìn)行整體能量分析。所以必須要熟悉整個運動的過程，了解能量的轉(zhuǎn)化，因為能量不可能憑空產(chǎn)生，同時也不可能憑空消失，所以對于熱學(xué)的能量守恒定律注意規(guī)律的總結(jié)，以及實際操作經(jīng)驗，提高解題的準(zhǔn)確率，一定可以掌握能量守恒定律的解題辦法。

（三）能量守恒在電磁學(xué)的應(yīng)用。對于能量守恒來說，重要的就是確定能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，尤其是電能，電磁學(xué)不同于力學(xué)容易理解，因為本身具有抽象性，所以對于能量轉(zhuǎn)換的理解上是有一定難度的，需要學(xué)習(xí)歐姆定律、電磁感應(yīng)等為基礎(chǔ)，通過能量守恒的巧妙運用，更加直觀思考能量變化。因為其存在形式的特殊性，不能夠用一般的解決辦法，所以利用轉(zhuǎn)化思想來解決問題就是解決問題的關(guān)鍵所在，在解題的時候一定要確定整個系統(tǒng)中有幾種能量的轉(zhuǎn)化，以及變化方向等，再由整體到個體進(jìn)行分析，自然可以清晰的確定能量轉(zhuǎn)化解決問題。并且電磁學(xué)是考試中的大題，雖然它不局限于能量守恒問題，但是多一種解決方法，也就多一種思維方式，有利于考試中思維發(fā)散。但是由于電磁學(xué)的題型相對復(fù)雜，還是需要在日常學(xué)習(xí)生活中，加強(qiáng)對于這種題型的訓(xùn)練，大量的練習(xí)一定會累積很多的解題經(jīng)驗，很容易找出解題規(guī)律。不過在解題時一定要善于思考，因為這類題型會有很多蒙蔽性的表述存在，所以即使在電磁學(xué)的環(huán)境下，也要合理的將某些系統(tǒng)看做是整體，明確的進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的分析，運用能量守恒解決物理問題。

能量守恒在高中物理的應(yīng)用很廣泛，因為能量的形式總是通過不同的方式轉(zhuǎn)換為不同的能量表現(xiàn)形式，當(dāng)然能量是可以傳遞的，不僅是在物理中，在生活中也是應(yīng)用很廣泛的，所以說掌握好能量守恒的特點以及規(guī)律以及在各種方面的轉(zhuǎn)換過程等一定可以有效的解決高中物理的相關(guān)問題，提高對物理學(xué)科的學(xué)習(xí)能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王鈺博.探析能量守恒在解決高中物理問題方面的應(yīng)用[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2017（12）：34，134.

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[3]李瑤.高中物理學(xué)習(xí)一般問題與對應(yīng)策略[J].中外交流，2018（30）：173.

[4]李小紅，李桂.初高中物理教學(xué)銜接問題初探[J].中學(xué)教學(xué)參考，2018（14）：51-52.