机械能问题常见错误浅析

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摘 要： 机械能知识是高中力学的一个重点，也是一个难点。作者列举了机械能守恒问题的三种常见错误，并对错误的原因作分析，进一步总结教学经验，为实际教学指明方向。

关键词： 机械能 常见错误 错误原因 教学对策

机械能知识是高中力学知识的一个重点内容。近几年来，这部分知识在高考中越来越重要，机械能问题解题正确率的高低直接影响到物理成绩的高低。随着课改的深入，高中物理教学越来越突出学生的主体地位，课堂教学模式发生了很大的变化，除了教师的课堂演示外，更多地强调学生动手实验操作，从而使学生通过实验探究主动获取知识成为可能；而学生获取的很多知识点是通过实验探究得来的，往往只停留在表面，没能进一步理解、深化、掌握乃至应用，当碰到实际问题时，往往束手无策，不知从何下手，[1]在解题过程中出现种种错误。本文对机械能问题中常见的错误进行分析，从三个错例中，总结造成错误的根本原因，为学生指明方向，以便今后能更好地解答机械能的相关练习，为他们进一步学习打下良好的基础。

1.常见错误列举

（A）滑块不能到达Q点

（B）滑块到达Q点后，将自由下落

（C）滑块到达Q点后又沿轨道返回

（D）滑块到达Q点后，将沿圆弧的切线方向飞出

很多学生错误地认为滑块机械能守恒，滑块到达Q点时速度为零，然后自由下落，错选了（B）。

例3：如图3所示，物体沿斜面向上运动经过A点时具有动能100焦，当它上滑到B点时，动能减少了80焦，其中机械能损失了20焦，问当该物体回到A点时动能有多大？

很多学生错误地认为物体由AB机械能损失20焦，则物体由BA机械能也损失20焦，所以，物体回到A点的动能为60焦。

2.错误原因分析

（1）混淆机械能守恒与动量守恒的条件。

（2）错用机械能守恒定律。

（3）功能关系不清楚。

在例3中，在题中，物体从AB机械能损失20焦，即摩擦力做功为-20焦。设物体在A点的机械能为0，则物体在A的机械能为100焦，从AB机械能损失20焦、动能减少80焦，故物体在B点的机械能为80焦，动能为20焦，势能为60焦。物体在B具有动能，所以，物体还要向上运动到C点动能才会减少到0。物体由AB动能损失80焦时机械能损失20焦，故物体由BC动能减少20焦时机械能损失5焦，即物体在C点机械能为75焦。由AB因摩擦力做功机械能损失25焦。由CA机械能也损失25焦，回到A点时物体机械能即为动能，是75-25=50焦。

学生犯错的原因是对物体运动状态的变化未进行认真分析，未注意到物体要从B上升到C才返回，功能关系没有搞清楚。

3.教学对策

（1）加强对机械能概念的认知与理解。

物体概念是物理学习中的重点、难点。概念之中包含重要的物理思想和方法，蕴含着物理规律，只有真正地掌握物理概念，才能真正地掌握物理规律，从而在理解的基础上灵活运用，抓住其本质，从而做出选择，判断，寻找解释问题的途径和办法。[3]因此，教师在执教时，应切实引导学生正确地理解机械能的概念，把握其要领。

（2）引导学生正确理解、应用机械能守恒的条件。

机械能守恒条件：外力对系统不做功，内力中只有重力、弹力等保守力做功。有的同学误认为“外力不做功”与“外力的和为零”是一个意思。实际上它们之间是不能画等号的。[2]外力的和为零时外力一定不做功，但是外力的功为零时外力的和却不一定为零，如匀速圆周运动。因此，教师在执教过程中，必须引导学生正确地理解和应用物体的机械能守恒条件，引导学生进行辨析，从而领会在什么情况下用牛顿定律解题，什么情况下用机械能守恒定律解题。

（3）加强解题训练，培养解题技巧。

基础知识掌握了，必须通过相应的巩固练习，使学生将知识转化成能力，尤其是有关机械能守恒的问题，其综合性较强，往往将多方面的知识联系起来，解题时要注意审题，把握关键字句，找出隐含条件，多动脑，多分析，问题才能得到很好的解决。[1]对于在这一点，教师在平时就应注重培养学生综合分析能力，要求学生在平时解题时，尽可能将解题思路说清，遇到问题要多问“为什么”，并逐步培养成追根究底的好习惯。

4.结语

综上所述，教师在执教过程中，除了鼓励学生自己动口、动手、动脑之外，还得加强师生之间的交流互动，注意引导学生把机械能概念理解透彻，掌握好机械能守恒条件的应用，根据题目的实际情况，灵活选择解法。此外，还要让学生多对物体进行受力分析，鼓励学生结合其他知识点解题，提高学生的综合分析能力，这样才能更好地解决有关机械能守恒的问题。因此，我们对学生所学的知识要多检验，并要对新知识、新概念进行强化巩固，促进学生理解、掌握，进一步发展能力。

参考文献：

[1]人民教育出版社物理室编著.教师教学用书.人民教育出版社，2001（4）.1

[2]励箭生，姜水根编著.举一反三解题经典.上海科技教育出版社，2002.12

[3]东延民主编.中学物理教学参考.陕西师范大学杂志社，2004（5）.5.