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能量守恒在高中物理教学中的应用

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【摘 要】我们对于物质运动的基本量度依据主要是能量,当能量守恒定律被发现以来,通过对不同形式之间的能量转换及守恒,我们可以发现自然界中物质运动和变化的规律,进而提升社会文明程度,推动社会的进步。在高中物理教学之中,可以将能量守恒引入到教学应用之中,更好地运用能量守恒定律实现对现实问题的解决。

【关键词】能量守恒;高中;物理;教学;应用

在自然界之中,能量守恒定律被人类发现之后,成为了解决现实问题的重要定律和依据,也极大地推动了社会文明的进步和发展。在高中物理教学之中,将能量守恒定律应用于教学实践,使学生更好地理解和把握能量守恒定律。

一、能量守恒定律在高中物理教学中应用的注意内容

1.选择适宜的研究对象

在高中物理教学内容中,能量守恒定律应用于现实问题的解决还相对简单,例如:将能量守恒定律应用于物体和地球现实问题、弹簧与物体之间的问题等,在运用能量守恒定律进行这些现实问题解决的过程中,要选择适宜的研究对象。

2.必须要以判定能量守恒的条件为前提

能量守恒定律适用于极其宽泛的范畴,它不仅可以应用于单个物体之中,而且还可以应用于整个系统之中,因而要注意能量守恒定律适用的成立条件。如果是以单个物体为对象,则只有在重力或弹力做功的前提下,才能适用能量守恒;而如果以整个系统为对象,则只有在内部动能与重力势能之间的转换的条件下,才能适用能量守恒。

3.注意以功能关系为切入点

高中物理的学多涉及能量,如:电场能、分子运动内能、电能等,对于可以运用公式进行计算的能量,则直接导入公式即可;而对于无法运用公式进行能量计算的,则可以寻找其功能关系加以转换,学生通过学习和总结,获悉不同能量变化状态下力的做功状态,增进对功能关系的理解和辨析,从而轻松自如地运用能量守恒定律解决现实问题。

二、能量守恒定律在高中物理教学中的应用例题分析

例1:在一个表面粗糙的斜面之上,一个物体由顶端呈匀速下滑的状态落至底端,则其能量变化状态可以表现为

( )

A.该物体的重力势能全部转化为动能;

B.该物体的重力势能和动能呈相反趋势,即重力势能减少而动能增加;

C.该物体的部分机械能转化为内能;

D.该物体的全部机械能转化为内能。

例题分析:例题中有已知条件为:匀速、下滑,可以由这两个已知条件获悉:物体的匀速状态下则动能是不会发生变化的;物体的下滑状态则表示势能在不断减小且没有发生转化。根据能量守恒定律,减少的势能必然要转化为其他形式的能,而由粗糙的表面可以得悉物体与之必然会产生摩擦生热的现象,也即减少的势能会转化为内化。因而可以得知:C为正确的答案。

例2:在一个水平光滑的平面之上,放置了一个静止的钢板,钢板的质量为2m、厚度为2d,一颗质量为m的子弹以垂直的角度射击钢板,并刚好击穿。如果将这块钢板分割为厚度为d、质量为m的相同煽椋并使之保持一定的距离,当子弹在同样的速度之下垂直射击第一块钢板,并射穿进入到第二块钢板时,嵌入钢板的深度为多少?假设钢板对于子弹的阻力保持不变,两块分割的钢板不会出现碰撞现象,且对重力忽略不计。

例3:如下说法之中,关于能量的说法正确的为( )

A.砂轮磨刀是将内能转化为动能;

B.当陨石进入到大气层之中成为流星时,其能量转换表现为:内能转化为机械能;

C.当烧壶中的水沸腾之时,壶盖会上下跳动,这是由于水的势能转化为了动能;

D.当给轮胎打气时,打气筒会出现发热现象,这是由于出现了机械能转化为内能的缘故。

例题解析:这是利用能量守恒定律进行现实问题的解决,具体分析如下:砂轮进行磨刀,是一种克服摩擦力做功的过程,期间是机械能转化为内能的过程,而不是内能转化为动能;陨石进入到大气层之中,需要克服摩擦力做功,机械能损耗,导致内能增加,产生发光发热的现象;烧壶煮水会沸腾,液体的水会变为汽态的水蒸气,水蒸气产生的内能转化为机械能;给轮胎打气的过程中,是对气体进行压缩做功,即由机械能转化为内能。因此,上述运用能量守恒定律,进行现实问题的解决之中,D答案为正确的选择。

三、结束语

综上所述,能量守恒是一种常见的、普遍性的定律,它通过对状态和过程的确定,保持能量的恒定。在高中物理教学中应用能量守恒定律,需要把握注意内容,使学生能够运用能量守恒定律进行轻松的物理解题。

【参考文献】

[1] 潘曦昊.高中物理学习中能量守恒定律的分析[J]. 同行. 2016(14)

[2]张子茜.如何用能量守恒分析高中物理问题[J]. 高考. 2016(18)