例谈物理能量守恒定律

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  摘要:能量守恒定律包括能量守恒与动量守恒.能量守恒是指在重力工作条件下,势能与动能相互转换过程中机械能不变,如果学生掌握好这个定律,对学习物理以及发现物理规律有着很大的帮助.守恒的方式多元化,对于高中学生来说,接受和理解以及利用能量守恒解决难题对教师教学方法有着很大的关联.针对于此类问题,本文结合近年来高考中的能量守恒问题,从不同角度来分析每一种题型的规律.
  关键词:能量守恒;高中物理;教学方法
  一、能量守恒的教学
  在教材中能量的内容主要包含力学机械能以及分子能量、电磁场能量等.对于这些内容,学生都不会陌生,但是真正让他们讲出原因来却很困难.这就需要教师引导学生了解能量体系,研究其能量的能量值与能量变化,比如,对能量值的计算有基本公式;磁场能量却没有公式可循,这就需要教师进行详细的讲解,让学生归纳能量变化时对应力的情况,通过这样的对比归纳,学生就能理解:能量的转化度就是功.只有让学生脑中形成一个概念,解决问题才会方便.同时,也可以通过做实验来发现变力并作出解答.教师也应该着重强调,能量变化与功是相辅相成的,只有牢牢的记住能量与功的关系,才能熟练的应用其原理.
  在学习电能变化与分子能变化时,教材中没有写出计算公式,学生对这两种能量的理解较浅,很难掌握理解.针对这一现象,可以利用对比的方式理清分子力做功与分子是能变化之间的关系等.比如,重力做功与重力势能变化之间的关系就是重力是能减小多少就是重力做多少正功,重力势能增加多少就是重力做了多少负功.即 .同样,分子势能的变化也是分子力做功的变化,由于二者之间的两只相等,所以也体现出功与能之间的关系.也可以可指导学生在思考时从机械能守恒条件入手.如,一个能量系统去掉重力还有其他力在做功,那机械能是怎么样变化的?这样学生就可以通过推理来算出能量不守恒的定论,其他力做多少正功都是与机械能成正比的.也就是说正功增加机械能增加,付功增加机械能减少.这样的题目也体现了功和能之间的关系.这是物理学中比较常见的解题方法,学生只要懂得利用这样的方法就能够较好的理解能量守恒定律.
  二、不容忽视的能量守恒定律
  能量守恒是较为常见的规律之一,是针对各种守恒与能量转化的.正是因为这条意义过于简单,所以学生往往忽视了能量守恒的存在.其具体变现为,有时候学生错误应用,有时候学生忘记应用.学生在应用中不能够分析出对能量损失.比如,在物体的碰撞过程中损失的机械能.磁场震荡中辐射的损失等.对于错误应用,我发现这与教师在教学中的引导有着莫大的关系,导致学生经常无电阻无摩擦损耗作为能量守恒的解决条件.比如,在电磁场的教学中,重点是分析震荡中的能量转化,却不能忽视电磁辐射的能量损失.有些教师就是忽视的辐射损失,导致学生错误应用能量守恒.所以,在实际教学中,教师应高重视教材的知识点以及教材的连贯性以及内在联系,让学生能够全面的分析和了解物理现象中出现的能量守恒问题.
  在高考中,能量守恒考题主要分多体和单体问题,单体的机械能守恒在高考中基本不会出现,都是以多体能量守恒为主,主要开叉在多个物体组成的能量系统中出现的能量守恒问题.这类的习题我们要从整体意识入手,将多个物体化零为整组成一个能量系统,这样机械能量守恒定律才适合这个系统,也就是:组成系统的各个物体之间只有动能和势能之间的转化,没有机械能与其他形式的能量之间的转化时,则系统的机械能守恒.
  从上面可以看出,高中能量守恒定律是有章可循的,只要将问题按照模型进行分类,向学生灌输模型概念,并且找出每种模型的规律就会找到对应的解题方法和技巧.比如,解决滑槽模型类的问题,就是认清物体运动的过程,找到运动过程中的最低点以及最高点时速度相同的条件,这样就可以轻松解决问题.同样动量守恒也可以建模,如典型的碰撞模型滑块 模型,这种模型之间索然没有本质上的区别,但是也要想学生讲明,动量守恒的过程与条件.在这个过程中,首先要开发学生的思考,让学生脑中出现一个完整清晰的物理情景.随后阐述总物理过程并分成若干个子过程,这样学生的思维就会变得活跃,能量守恒问题也就迎刃而解.
  综上所述,高中物理最重要的内容之一就是能量定律,但是有的能量有计算公式,有的能量没有,这就导致多数学生不懂得灵活的运用这个定律,教师只有通过精炼精讲的方式带领学生自主探究,逐步的发展学生思维能力与观察能力,在没有先进的试验器材时可以采用常规试验器材,只有学生经历了试验过程才能够更好的理解能量守恒定律.因此,有效提高学生的探究能力就能提高学生学习物理的兴趣,这也是将物理教学的有效性提高了.
  参考文献:
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