高中物理學(xué)習(xí)中能量守恒定律的分析

馬曉莉

摘 要：高中物理的學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)中就有一項(xiàng)守恒思維的培養(yǎng)，物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用十分廣泛，甚至可以決定人們對(duì)于生活的態(tài)度。而能量守恒定律則是物理學(xué)科中十分重要的一個(gè)概念，也是一個(gè)物理的學(xué)習(xí)思維，掌握這個(gè)定律或者是思維有助于學(xué)生對(duì)于物理知識(shí)的學(xué)習(xí)，并且還可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率以及對(duì)于物理知識(shí)的應(yīng)用能力。本文以人教版高中物理課本為例，主要針對(duì)物理學(xué)習(xí)中能量守恒定律的分析進(jìn)行探究，簡述了能量守恒定律，然后在力學(xué)、光學(xué)以及電學(xué)等方面進(jìn)行了能量守恒定律的應(yīng)用分析，希望可以對(duì)相關(guān)的研究或者是教學(xué)提供一些靈感。

關(guān)鍵詞：高中教學(xué);物理教學(xué);能量守恒定律;應(yīng)用分析

引 言

在我們的生活中，能量是一種看不見摸不著但是卻真實(shí)存在的東西，并且這種東西直接推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展。而在高中的物理課本中能量直接貫穿了整個(gè)物理體系，所有的知識(shí)都是圍繞著能量進(jìn)行的，因此在針對(duì)高中物理的學(xué)習(xí)中對(duì)于能量守恒定律的理解以及掌握，直接決定了學(xué)生對(duì)于物理相關(guān)知識(shí)的理解和掌握能力。能量守恒定律物理的各個(gè)方面都具有普遍適用性，比如說在電學(xué)、力學(xué)以及光學(xué)方面，能量守恒思想的應(yīng)用直接推動(dòng)了這些物理分支的發(fā)展。此外高中生最主要的目標(biāo)就是高考，在高考的試題中其中有很大一部分都是可以用能量守恒定律來進(jìn)行解題的，因此掌握能量守恒定律不僅僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，而且也有助于學(xué)生提高對(duì)問題的分析能力以及解決問題的能力。

一、定律概述

在實(shí)際的生活中，能量的存在形式多種多樣，而且這些能量通過一些手段是可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化的。能量守恒定律主要是指，一個(gè)物體的總能量等于傳出和傳入能量的總和[1]。能量的轉(zhuǎn)化時(shí)間里在對(duì)熱的性質(zhì)有正確認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上的，而對(duì)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化那么就需要建立在相關(guān)的一些科學(xué)思維基礎(chǔ)上的，因此相比于物體運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)化，能量的轉(zhuǎn)化更加的具有抽象性。比如電力，目前常見的發(fā)電方式為火電、水電以及核電三種，這其中火電是利用熱能加熱水，使水變?yōu)樗魵?，然后用水蒸氣推?dòng)汽輪機(jī)的運(yùn)動(dòng)，最后將機(jī)械能變?yōu)殡娔?。而水電則是將水的勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽穗娀驹砗突痣娨粯訛椤疅_水模式。當(dāng)然還有一切其他發(fā)電模式，光伏發(fā)電就分為兩種形式，第一種是直接發(fā)電，而第二種則是間接發(fā)電，所謂的直接發(fā)電就是太陽能板直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽g接發(fā)電則是將太陽能集中起來，然后“燒開水”。

二、應(yīng)用分析

（一）力學(xué)

力學(xué)中對(duì)于能量守恒定律的應(yīng)用是高中物理中最多的，也是力學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，基本上所有的力學(xué)立體考慮的基礎(chǔ)句式能量守恒，如果最后在解題完成之后出現(xiàn)能量不守恒的情況，那么就代表學(xué)生的解題過程錯(cuò)誤，答案也錯(cuò)誤。而能量守恒在力學(xué)中十分重要的主要原因是高中力學(xué)分析的過程中需要做到力學(xué)平衡，即所有方向的力的和為零;而且在力學(xué)的學(xué)習(xí)中還需要計(jì)算動(dòng)能、勢(shì)能以熱能等多個(gè)內(nèi)容，并且能量之間需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化，所以能量守恒定律就成為高中力學(xué)學(xué)習(xí)中的一個(gè)重要基礎(chǔ)也是學(xué)生解題的一個(gè)重要思維。比如說在《機(jī)械守恒定律》的學(xué)習(xí)中， 在一些題目中會(huì)綜合的進(jìn)行考察，不僅僅考查學(xué)生對(duì)于機(jī)械守恒定律的理解，而且還需要考查學(xué)生對(duì)于力學(xué)的分析。在很多題目種重力勢(shì)能是一個(gè)非常重要的概念，通過這個(gè)概念可以對(duì)力的大小以及物體的重量等進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)題目的計(jì)算。

（二）電學(xué)

高中電學(xué)中能量轉(zhuǎn)化是基礎(chǔ)，其中最重要的就是電與磁的轉(zhuǎn)化，通過磁場(chǎng)可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。能量不能平白無故產(chǎn)生也不能平白無故的消失，這個(gè)思維在電能中的使用是非常廣泛的，帶點(diǎn)物體所做的功和其勢(shì)能的變化是相等的，這個(gè)過程就是能量守恒[2]。在題解的過程中，學(xué)生要有這個(gè)思維，而且這個(gè)思維對(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)很多電力學(xué)公式有很大的幫助，比如說歐姆定律以及楞次定律等等，這些定律的基礎(chǔ)就是能量守恒，如果能量不守恒那么這些定律就沒有存在的必要性。電能的產(chǎn)生基礎(chǔ)是進(jìn)行切割磁感線運(yùn)動(dòng)，因此這個(gè)過程中就是將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿幕A(chǔ)，目前世界上基本上所有的發(fā)電機(jī)都遵循這個(gè)原理，只不過在推動(dòng)機(jī)械能的過程中卻具有各種方案。

（三）光學(xué)

光學(xué)中的能量守恒定律最直觀的表現(xiàn)就是質(zhì)能方程，這個(gè)方程將光和物質(zhì)進(jìn)行了統(tǒng)一。當(dāng)然在光學(xué)中能量守恒定律應(yīng)用最廣泛的地方是光電效應(yīng)，其具體的解釋是，在光照條件下，物體會(huì)具有發(fā)射電子的現(xiàn)象。在這個(gè)過程中原子核對(duì)于電子有吸引作用，但是為了讓電子脫離原子核，那么就需要額外的能量將電力帶離原子核，這部分的作用會(huì)被稱為逸出功。在光學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，能量的轉(zhuǎn)化其實(shí)是比較簡單的，只需要理解光電轉(zhuǎn)化的能量守恒即可，在針對(duì)各種做功的能量進(jìn)行計(jì)算的過程中，學(xué)生需要強(qiáng)化計(jì)算能力以及公式的應(yīng)用能力。

三、結(jié)束語

總而言之，能量守恒定律是物理學(xué)習(xí)中的一個(gè)基礎(chǔ)，也是學(xué)會(huì)必須具備的物理學(xué)習(xí)思維，只有這樣學(xué)生們才可以不斷地強(qiáng)化對(duì)于物理的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而在學(xué)習(xí)的過程中才會(huì)更具有效率，進(jìn)而提高對(duì)物理相關(guān)知識(shí)的掌握程度，在未來的解題以及生活中可以很好地應(yīng)用物理知識(shí)。

參考文獻(xiàn)

[1] 曹文瑜. 對(duì)高中物理學(xué)習(xí)中能量守恒定律的分析[J]. 天天愛科學(xué)（教育前沿）， 2019（8）.

[2] 陳鵬安. 對(duì)高中物理中能量觀點(diǎn)的討論[J]. 速讀（上旬）， 2019， 000（003）：125.