高中物理解題中機械能守恒定律的應用

陳 霞

(江蘇省張家港市暨陽高級中學 215600)

高中物理習題靈活多變，應用機械能守恒定律解題時應注重運用所學的受力分析知識從整體上明確機械能是否守恒.同時把握不同階段物體的運動狀態(tài)，靈活運用做功與能量之間的關系分析出能量的轉(zhuǎn)化方向，構(gòu)建對應的方程.

一、用于解答輕繩類問題

運用機械能守恒定律解答輕繩類的問題時應把握兩點：其一，輕繩由彎曲變成伸長狀態(tài)時需要消耗一部分能量.其二，構(gòu)建機械能守恒方程時應注重把握輕繩末端速度、力的分解規(guī)律，避免張冠李戴，不假思索的列出錯誤的方程.如下題：

a、b兩球的質(zhì)量分別為1.5m、m，被系在一根不可伸輕繩的兩端，并按照圖1所示跨在一根固定的光滑水平桿上.其中a球處在地面上，輕繩處于拉伸狀態(tài).將b球從和水平桿等高的位置釋放.若a球剛好對地面無壓力，則b球擺過的角度為( ).

圖1

A.30° B.37° C.45° D.60°

二、用于解答彈簧類問題

機械能守恒定律解答彈簧類的問題時，為提高解題正確率應認識到彈簧的形變屬于機械能守恒的范疇.另外，彈簧是一種特殊的儲能裝置，其不僅可以儲存能量，而且還能釋放能量.一些題目往往結(jié)合彈簧的這一特性進行出題，考查學生對機械能守恒定律的理解深度.如下題：

如圖2一粗糙傾角為θ的斜面的下端固定一輕質(zhì)彈簧.彈簧上端剛好處在B點.一質(zhì)量為m的小物塊從A點以某一速度勻速下滑壓縮彈簧至最低點C點后返回，恰能達到A點.若AC的長為x，重力加速度為g，則以下說法正確的是( ).

圖2

A.物塊和斜面間的動摩擦因數(shù)μ=tanθ

C.物塊從B→C，物塊與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒

D.彈簧最大彈性勢能為2mgxsinθ

三、用于解答傳動帶類問題

高中物理中傳送帶類的問題較為抽象，尤其一些習題將傳送帶與其他知識點融合在一起，難度大大提升.運用機械能守恒定律解題時應認真分析，正確的計算出物體在傳送帶上運動時的能量損失情況.另外，部分習題創(chuàng)設的情境較為復雜，構(gòu)建物理方程時應注重運用幾何知識準確的計算出相關參數(shù).如下題：

圖3

A.L≥RB.L2RD.H=2R

四、用于解答木板類問題

運用機械能守恒定律解答木板類的問題時應認識到當物體和木板發(fā)生相對運動時，如有摩擦力的存在會導致機械能的損失.解答關于木板反復碰撞類的問題，可不用分析其具體的碰撞過程，運用整體思想判斷物體最終的運動狀態(tài)，利用機械能守恒定律構(gòu)建相關的方程，可大大提高解題效率.如下題：

圖4

機械能守恒定律在高中物理中占有重要地位.定理的內(nèi)容不難記憶，但要想靈活用于解題中并非易事，授課中并注重為學生盡可能多的講解相關的例題，拓展學生的視野，深化學生的理解.同時組織學生開展針對性的訓練活動，使其在訓練中積累豐富的應用經(jīng)驗，提高應用水平.