能量守恒在高中物理教学中的应用分析

邱国民

【摘 要】能量守恒定律在揭示客观自然规律的同时，也说明了客观物质世界中的能量并不会消失，只是从一种形态转变为另一种形态。能量守恒定律实际上证明的是一种物质传递的过程。作为高中物理学习中的重要内容之一，能量守恒定律在解决力学、电学等问题上均有所应用。本文就将通过阐述能量守恒定律内容与应用意义，探究在高中物理教学中能量守恒定律应用的原则与方法，希望通过本文的讨论与探究能够促进高中物理教学水平及教学思路的开拓，给广大高中物理教师的课堂教学提供一些参考和帮助。

【关键词】能量守恒;高中物理;应用分析

能量守恒定律作为高中物理教学重点内容，不但在解决高中力学和电学问题上有重要应用，对于解决生活中的实际物理问题也有一定应用价值。能量守恒定律的学习与掌握对于开拓学生物理学习思路、提高物理知识综合应用能力都有所帮助。在高中物理学习中掌握能量守恒定律应用方法就应该先从明确能量守恒定律内容与应用意义出发。

一、能量守恒定律内容与应用意义概述

（一）能量守恒定律的内容

作为自然界的客观规律之一，能量守恒定律揭示了能量不会凭空消失和产生，而只会进行不同形式之间的转化这一客观规律。能量守恒定律在高中物理学习中具有广泛应用，可适用于所有能量转化问题的解决。运用能量守恒定律和物理学思维解决问题的能力是高中生在物理学习中应该掌握的基本内容。

（二）能量守恒定律的应用意义

作为高中物理教学中的重要内容，能量守恒定律帮助学生在物理学习中了解力学和电学的本质，将抽象的物理问题转化为具有实际客观性的具象化展示。通过对能量守恒定律的学习，学生更容易建立起能量转化和传递的场景化认知，对于促进学生理解力学和电学中的物理问题、构建系统且科学的物理知识体系有积极作用。在高中物理教育以素质教育及创新思维为教育目标、以分数考察为教学评价的教学方式下，能量守恒定律的应用在各类物理考试当中也是重难点知识。在高中物理学习中，掌握好能量守恒定律不但能够实现学生对于机械能守恒、动能、电势能守恒等问题的理解，实现物理规律的深入认识和应用，而且也能促进学生物理思维的建立以及物理解题能力的提升。能量守恒定律的抽象性与学习难度大的特性虽然给学生的学习带来一定困难，但是只要掌握科学学习方法，注意学习效率和效果的提升，高中物理学习问题将迎刃而解。

二、高中物理教学中能量守恒定律应用原则

在高中物理课堂中，应注意能量守恒定律的教学应用要注意以下事项，明确能量守恒定律应用的原则。

（一）能量守恒定律研究对象的适宜性

高中物理教学中，能量守恒定律常被应用于解决一些简单的现实问题。弹簧受力问题、引力作用下的力学问题等都是能量守恒定律惯常解决的问题。在这些现实问题的解决过程中，适宜的能量守恒定律研究对象的选择对于解决物理问题是很关键的。

（二）需先判断能量守恒定律的应用条件

能量守恒定律对于单个物体或者系统都具有应用，在判断能量守恒定律适用性时应该先判断其成立条件。以单个物体为例，需要重力或者弹力做功前提下才适用，而在以力学系统为研究对象时，则需要系统内动能和重力势能能够转化，才可以应用能量守恒定律。

（三）能量守恒定律问题的功能关系切入

在高中物理问题的解题中，遇到涉及电场能、电能和内能等问题且无法用公式直接计算能量时，可以注意通过其他功能关系的转化，可以通过获得不同能量变化下力的做功来实现功能关系的分析，从而更便捷的实现运用能量守恒定律解决现实问题。

三、能量守恒定律在高中物理教学中的认知与应用分析

（一）高中物理教学中对于能量守恒定律的科学认知

只有对于能量守恒定律有科学的认知，明确能量守恒定律所揭示规律的本质，才能更好地运用能量守恒定律去解决物理解题和现实生活中所遇到的物理问题。在进行能量守恒定律的学习中，我们需要认识到能量守恒定律所应用的研究范围涉及的领域和系统十分广泛。无论在研究单个物体还是对于整个体系的考察都能够用到能量守恒定律，只有对于物理题干准确理解、对于知识点合理运用，找到系统之中机械能转化的脉络，才能解决能量守恒定律下的物理问题。另外能量守恒定律的研究中，地球引力所引发的重力是影响能量守恒定律过程研究的重要内容。在力学问题的研究中，学生需要明确物体受到重力作用和只有重力做功的区别。在一部分物理题目中，虽然物体受力作用复杂，但是力所做功却并未表现，也就是说功的代数和是0，但是我们要了解，重力在这一过程中是做功的。

（二）能量守恒定律的应用分析

能量守恒定律在高中物理教学中的应用十分广泛，下面将通过具体例题来解析能量守恒定律在高中物理教学中解决问题的实际应用。

1.能量守恒定律在解决力学问题中的应用分析

例1：某物体在粗糙斜面之上以均速状态从顶端下滑至底端，则其能量状态表现为怎样的变化（ ）。

A.物体的重力势能全部转化为动能

B.物体一部分的机械能转化为内能

C.物体机械能实现到内能的全部转化

D.物体的重力势能减少，动能增加，重力势能和动能之间呈现反比例变化

解题分析：通过对于题目的分析，我们可知两个已知条件，第一，物體运动为匀速;第二，物体状态为下滑。通过以上条件可以得知物体的动能在匀速下滑过程中不会发生改变。但因为物体处于下滑状态，所以物体的势能是不断减少的，根据能量守恒定律，能量不会消失，只会转化，所以该物体减少的势能一定转化为其他能量，由于在物体运动过程中并无其他外力作用，而斜面为粗糙斜面，所以可以得知物体在下滑过程中一定与粗糙表面产生了摩擦，而摩擦生热现象导致减少的势能转化为内能。通过以上的分析我们可以得知C为正确答案。

通过对于例1的分析，我们可以知道在只有重力做功的系统内，物体的动能和势能、势能和内能之间是可以进行相互转化的，在这一转化过程中机械能总量保持不变。在应用能量守恒定律解决高中物理问题中，我们需要重点对于物体受力状态和运动状态进行分析。通过这两方面的分析探究物体在系统中的能量转化过程，明确能量守恒定律的应用方法。

2.能量守恒定律在解决电学问题中的应用分析

除了在解决力学问题中具有应用价值，对于电学问题，能量守恒定律也具有适用性。在电学问题解答中，能量守恒定律主要用于解决带电物体在电力场中的受力和运动问题。在电力场中，带电物体受到电力场中力的作用，其做功与增加物体电力势能的负值相等，这说明在电力场之中，电能和其他形式的能可以实现相互转化，而总能量仍然保持不变。这就是能量守恒定律的具体体现。能量守恒定律在解决电学问题中楞次定律、法拉第电磁感应定律中均有应用，这些电学相关问题都可以通过能量守恒定律来解决和分析。能量守恒定律应用于电学问题的解决可以减少对于电学物理过程中细节的分析，而从能量守恒定律角度进行能量转化关系的分析就可以。这样通过分析能量等量关系来列式解决物理问题能够提高物理解题效率。能量守恒定律在电学问题上的应用作为高中物理教学中的重要内容，有效开拓了学生的物理解题思路。

結束语

综上所述，能量守恒定律作为物理教学知识体系的基础，具有一定的抽象性和难度。但是学好能量守恒定律对于高中生解决物理中力学和电学问题、开拓物理解题思路、解决生活中的物理问题等方面都有重要应用。如何在物理教学中更多的应用能量守恒定律，培养学生能量守恒定律应用方法和习惯，是高中物理教师需要不断探索的内容。

【参考文献】

[1]刘娣.能量守恒在高中物理教学中的应用[J].文理导航（中旬），2017（05）：30

[2]潘曦昊.高中物理学习中能量守恒定律的分析[J].同行，2016（14）：431

[3]张子茜.如何用能量守恒分析高中物理问题[J].高考，2016（18）：167

[4]蓝明浩.能量守恒定律在高中物理解题中的应用分析[J].数字通信世界，2018（02）：71+153

[5]徐东兴.例谈能量观点在动力学问题中的应用[J].湖南中学物理，2017（04）：73-75