高中物理中能量守恒教学方法分析

孙丽洁

摘 要：高中物理在整个高中的科目学习中，是大多数学生学习的重点和难点。而在具体的高中物理教学中，能量守恒教学一直都是教学的一个难点，同时，这也是高考重要考点之一，所以学生对能量守恒的学习和掌握非常重要。教师在具体的教学中，应对能量守恒在机械运动、分子热运动以及电磁场中的应用进行分析，丰富教学方式，降低学生学习难度。

关键词：高中物理；能量守恒；教学方法

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2018）27-0085-02

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2018.27.049

能量守恒定律在高中物理来说是一个非常重要的知识点，对其进行全面的学习和牢固地掌握可以在很大程度上提高学生的物理学习能力和物理认知程度，大大降低学生学习其他物理知识的难度。能量守恒的问题并不是物理学中单独存在的一个知识点，其内容和物理学中电学、光学和热学、力学等都有着极大地联系，知识版块之间相互贯穿、连接，可以解决物理学中非常多的问题。运动作为物理学中研究的一种基本物质状态，有多种多样的种类，例如，机械的运动、分子运动，电磁运动等，而能量是衡量运动最基本也是最直接的度量方式，当物体进行运动的过程中，往往都伴随着能量的传递或转移。

一、能量守恒在机械运动中的应用

机械运动是高中物理教学的重点内容之一，在具体的机械运动过程中，物体做功产生机械能，并且转为了热能和其他的能量。所以根据具体的能量守恒定理，外力做功和内能的总和形成了机械能的总和。也就是说，一个质点在受到外力作用的情况下，外力所对其做的功就是整个系统的能量改变量，但是如果整个系统受到的只是保守内力做功，则不存在机械能和其他能量之间的转化。通过以上的能量守恒定律的总结，可以求出其中具体发生变化的量，还可以求出通过其他条件很难求出的物理量，如物体的位移、内能、变力做功和速度等。

例题1.如下图所示，水平面上有两个物体A和B，A和B用一根弹簧相连接，在外力F的作用下，压缩弹簧做一定功，突然撤出外力F，请问A物体离开墙壁的最大弹性势能是多少？已知A物体的质量是B物体质量的两倍。

在这道题的解答中，如果是对系统整个细节进行剖析，求出每个具体的量，从而求出A物体的弹性势能是不可能的，需要利用能量守恒定理，将A物体和B物体看做一个整体，而在A物体和B物体受力之前，一直到A物体和B物体离开墙壁后满足能量守恒的定律，而经过理论分析，当A物体和B物体的速度相同时，A物体具有最大的弹性的势能。所以具体解题可以从A物体正要离开墙壁时做出能量守恒等式W=mBν02，而在A物体和B物体的速度相同时，又可以做出机械守恒定律W=（mA+mB）ν2+E，同时结合动量守恒定理公式求出最大弹性势能。

二、能量守恒在分子热运动的应用

能量守恒定律在分子的热运动问题解决中也起到了很大的作用。当分子进行一定的热运动时，会产生一定的内能，内能和其他能量相互转化，从而实现了热传递的过程和做功的过程。在分子热运动的过程中，内能增加的能量等于在整个过程中外力对系统做的总功和热传递。通过以上的定律和知识，可以解决分子热运动的大多数能量转化问题。

例题2.有一个物体在原地不动，一个铅弹用一定的速度击打物体，在整个过程中，两个物體的温度增加了十二度。之后再用同样的物体放在光滑的平面上，用相同的铅弹相同的方式击打物体并停留在其内部，在这个过程中温度提高了十一度。已知物体的质量为M，铅弹的质量为m，请问物体和铅弹之间的质量比。

此题可以用热力学知识首先得出气体内能的变化，再使用能量守恒定律来解决问题，充分利用质量在其中的关系求出比值。可以知道第一次能量变化C（M+m）△t1=mν02，第二次的能量变化中有动量定理mν0=（M+m）ν，且C（M+m）△t1=mν02-（M+m）ν02从而联系两个式子，得出的值。

三、在电磁场中应用和其使用条件

电场力中也涉及了多种能量守恒定律的使用。在具体的电场力中，带电物体所做的功就等于其电势能增加的量，即在电场中，主要是电能和其他能力之间的转化。我们所熟知的欧姆定律、楞次定律等都可以反应这个守恒，利用能量守恒定理可以很方便地解决诸多电场力做功问题。

例题3.如下图所示，有1、2、3个质点，均放置在光滑的水平桌面上，将这三个质点作为顶点，其中C是这个三角形的中心，在质点1到3中，连接的是绝缘材料，并且连接3的部分没有摩擦。三个质点的质量相等，都为m，所带的电荷为q。在整个过程开始之前都是静止状态，在开始运动后，质点3运动到中心C处，请问此时质点3的速度是多少？

这道题可以看做一个整体，根据知识可以得知质点3会在其他两个质点的作用下沿直线运动到C点，而三角形是永远处于相对的三角形位置的，所以可以得出具体的能量守恒公式△EK=△EP。

总的来说，对于高中物理能量守恒定律的学习中，教师要重视对其的教学。在具体的应用能量守恒来解决问题的过程中，可以不用考虑运动物体的中间过程，只需要分析能量的具体转化就可以轻松地对问题进行解决。在应用的方面也比较简单，学生容易进行理解。另外，能量守恒定理也可以运用于多个物体组成的复杂的能量转移系统。在这种情况下，一般都是将整个系统看做一个整体，利用守恒来解决问题，将整个细节问题看做内部关系，简化了问题本身，提高了学生解题效率，同时也提高学生的物理素养和认知。

参考文献：

[1] 钟伟青.浅谈新课程理念下高中物理有效教学策略[J].中学物理，2010（21）.

[2] 杨世玲，杨通锦.解读高中物理教材能量观[J].凯里学院学报，2010（3）.