高中物理中能量守恒教学方法探讨

张秀兰

摘要： 本文针对当前能量守恒定律的高考题型，从不同角度进行分类与解析，发现其特点与规律，总结了高中物理能量守恒教学中需要注意的问题和相关高考题型的分析，以达到对高中物理教学进行指导的目的。

关键词： 高中物理力学机械能能量守恒教学方法

高中物理力学中涉及两个守恒定律，即动量守恒定律和能量守恒定律，其中能量守恒主要指机械能守恒，是指在只有重力做功的条件下，物体的动能和势能相互转化，系统的总机械能保持不变。一旦掌握这个守恒定律，对物理概念和物理规律的理解就能更进一步。

守恒方法虽有万千妙用，但对于刚刚接触它的高中生来讲，如何让他们接受并理解甚至很好地去运用这个守恒方法去解题，难言轻松，对教师的教学方式和方法也有很高的要求。那么，在进行该类问题的教学时应注意哪些问题呢？关于守恒问题是否有规律可循呢？本文就是结合近年各地高考中相关考查题型，对能量守恒的所有题型从不同角度进行分类解析，发现其中的特点与规律，并就每一类题型要如何高效进行教学作简要分析。

一、高中物理能量守恒的教学

1.指导学生通过功能关系理解能量含义。

高中教材中关于能量的内容有以下几个方面：力学中的机械能（包括动能和势能）；分子运动理论中物体的内能（包括分子动能和分子势能）；电场中的电势能；电路中的电能及电磁振荡中的电场能和磁场能，等等。这些知识学生很容易说出来，但让他们讲出每一种能量的含义来，就很困难了。对此可从两个方面引导学生理解能量：（1）对能量我们只研究某一状态的能量值和某一过程的能量变化，对于能量值的确定有的有计算公式，比如动能、势能等。（2）教材中没有计算公式的有关能量，比如：内能、磁场能等。对于这些能量，有很多教师采取讲解的方法，可通过讨论让学生想出来可以进行转化的能量，然后可组织学生讨论归纳出各种形式的能量发生变化时对应的力做功的情况，通过比较、归纳就可以接受这样一个原理：功是能转化的量度。抓住这一线索理解能量含义、处理能量问题是很方便的。对有些能量值的求解，可以通过做功实现，而对于一些变力做功，也可以通过能量转化进行解答。教师要让学生清楚，做功和能量变化是密不可分的，应该让学生牢牢记住功能关系，熟练掌握功能原理。

2.善于类比，加强学生对概念的理解。

在学习分子势能变化和电势能变化的知识点时，因为学生对两种能量只是有表面的、粗浅的了解，教材中也没有给出计算变化量的公式，所以对这两种能量难以理解和掌握。对此，可采用类比的方法，将分子势能变化和分子力做功的关系、电势能的变化和电场力做功的关系类比成重力势能变化和重力做功的关系：重力做多少正功，重力势能就减少多少，重力做多少负功，重力势能就增加多少，即△EP=－WG。而分子力做功同样能引起分子势能的变化，电场力做功也引起电势能的变化，二者量值相等，从而也能充分体现出功能关系。另外对机械能的变化，可指导学生从机械能守恒条件为突破口进行思考：如果一个系统除重力外有其他力做功，那么机械能会如何变化？学生就可以通过类比、推理得出机械能不守恒的结论，而且其他力做多少正功，机械能就增加多少；做多少负功，机械能就减少多少，也体现了功能关系。在物理概念、规律的理解上，类比方法是常见的，教学中教师指导学生学会运用这种方法，往往能达到较好的理解效果。

3.能量守恒定律不能忽视。

能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一，它对各种能量的转化和守恒都是适用的。但学生解题时，这条具有普遍适用意义的重要定律却往往容易被忽视。主要表现为两个方面，一是想不起运用能量守恒定律，二是误用。学生在实际应用中对有些能量的损失分析不出，比如物体碰撞过程中，机械能的损失、电磁振荡现象中的电磁辐射能的损失，等等。有些学生经常把光滑无摩擦、无电阻热损耗作为能量的守恒条件，将电磁问题当做能量守恒来处理。

其实这与教师在教学中的引导有直接关系。在电磁振荡的教学中，重点分析的是振荡过程中的能量的转化，却忽视了电磁辐射的能量损失，即出现了“重感应，轻辐射”的教学弊端，这是应该引以为戒的。教师在教学中应指导学生从特殊情况中跳出来，重视教材的连贯性和知识点的内在联系，用联系、开放的观点分析问题，全方位理解各物理现象中的能量问题。

二、高考中能量守恒问题分类分析

机械能守恒试题可以分为单体研究问题和多体问题，其中单个物体的机械能守恒过于简单和单一，高考题中基本不会出现，而以考查多个物体组成的系统的机械能守恒问题为主。当研究一个问题涉及的不是一个物体而是两个或两个以上的物体时，应具有整体意识，将不同的物体组成系统，这样往往会化繁为简，化难为易。机械能守恒律适用于系统:当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。

三、结论

从上述论述我们可以看出，高中物理关于机械能守恒与动量守恒的问题是有规律可循的：机械能守恒问题可以按模型进行分类，在机械能守恒的教学时，应向学生灌输模型概念，每种模型问题均有对应的解题方法方法和技巧，如滑槽模型问题中只要认清物体的运动过程，挖掘出物体运动到最高点或最低点时速度相同的隐含条件就可轻松解题；关于动量守恒的教学虽然依然可以分模型进行讨论，如典型的碰撞模型，滑块模型等，但各模型问题间无本质区别，只要向学生阐述明白动量守恒的条件及守恒的物理过程就可。教学时应注意启动学生的思维，首先要使学生对问题所表述的物理情境有一个完整的清晰的认识，接着将问题表述的总物理过程分解成若干个子过程，每个过程是否遵循动量守恒定律，最后分清已知量和待求量。这样，学生的思维得到了有效启发，动量守恒问题的教学也达到了水到渠成的效果。

参考文献：

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