论述高中物理中机械能的种类和区分方式

温云帆

摘 要：现阶段，高中物理课程的学习过程中，我们对于机械能的学习情况以及具体的分类区分方式了解程度不够深，很容易在解答机械能有关的题目过程中出现遗漏、概念不清的现象，出现这种现象的主要原因便是学生无法有效的区分机械能，并且不清楚区分的具体方式等。下面笔者主要来阐述当前高中物理中机械能的种类以及区分方式。

关键词：机械能；区分方式；种类

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.238

在物理学的课程学习中，能量这一概念涉及到的内容是非常繁多的，并且对于我们学生来说也是一个重难点，很多学生在这方面的学习过程中都存在一定的薄弱点。需要注意的是，物理学中能量与功的关系是非常密切的，一个物体能够做功，则说明物体是具有能量的。而一个物体做功越多，则能量就越多。

1 动能

在了解机械能之前，首先需要了解动能的概念，当风吹着船前行的过程中，风对帆船的帆做了功，使得帆船具有动能。人们在拍打乒乓球的过程中，利用拍子给乒乓球传力，给乒乓球一定的动能。上述这一类物体都可以说具有动能，风、人们的用力都是做功的过程，一切的物体都具有动能。

2 势能

人们在举高物体的过程中，会感到身体的劳累，在上楼梯的过程中也会感到腿部的劳累。而在这一过程中便是人们重力做功的过程，重力做功会导致重力势能的增加，而人们为了能够将物体举高，走上更高的楼层，就需要克服相应的重力来进行做功，物体以及自身相应的重力势能增加。

3 机械能

3.1 机械能的概念分析

机械能是动能与势能的总称，一个物体即能够具有动能也可以有势能。比如说在天空中滑翔的小鸟，其既具有空气做功所给予的动能，也具有一定的势能。将这两种能量加起来便是小鸟的机械能，机械能是高中物理课程学习过程中一种常见的形式。

需要注意的是机械能中动能以及势能是能够相互转化的，并且在转化的过程中会保持机械能的不变。决定动能的主要是物体的质量以及速度，重力势能是物体的质量以及高度。在只有动能以及势能的过程中，机械能的总量能够保持不变，即机械能为守恒的。

3.2 机械能的区分

首先，我们在高中阶段所学习的有关带电物体不在少数，并且机械能也能够与电势能结合起来。从概念上来将带电物体的电势能并不属于机械能，但是在做题的过程中可以利用动能定理来进行题目的解析。例如在电场力中，电场力对带电物体做正功，那么可以断定带电物体的电势能是降低的，机械能则是增加的。反之则说明电势能增加，机械能相应的减少。

其次，人们在打桩的过程中，重锤从地下提到半空中的过程，重锤被举高，因此能够做功，举高的物体所具有的重力势能，当物体所具有的质量以及高度越大，则说明重锤的重力势能越大，而重锤是相对静止的，因此可以说机械能是不断增加的。

第三，射箭运动员在拉弓射箭的过程中，所涉及到的势能为弹性势能，因此在这一过程中机械能是动能与弹性势能之间的关系。在拉弓的过程中，人们用力使得弹簧对弓箭做功，物体发生弹性形变而产生相应的弹性势能，当拉弓到最大的程度时，弹性势能达到最大，选手一旦方式，弹性势能与动能会发生相应的转变，弹性势能不断的变成动能，如果在不考虑空气阻力的情况下，弓箭的机械能是不变的[1]。

3.3 機械能的区分方式分析

在进行机械能有关题目的学习过程中，我们需要从题干、题目所给出的信息当中首先分析出题目说涉及的内容是单一的还是系统的。

首先单一物体的机械能区分方式需要对题干当中是否存在阻力、摩擦力进行分析，例如在阻力不计的抛体运动、固定的光滑斜面上、固定的光滑圆弧上所进行的运动大多数都是机械能不变的。三个质量相同的小球悬挂在三根长度不等的细线上， 分别把悬线拉至水平位置后轻轻释放小球， 已知线长 La < Lb < Lc， 则悬线摆至竖直位置时， 细线中张力大小关系是：

A. Tc > Tb > Ta B. Ta > Tb > Tc

C. Tb > Tc > Ta D. Ta= Tb = Tc

这一题目在解答的过程中需要学生了解到机械能的区分，将三个小球在最低点的速度设为V，线的张力为T，则根据机械能守恒以及圆周运动的相关概念分析得出。mgL=1/2mv2，T-mg=mv2/L，最终得出T=3mg，与线的长度没有关系，只与小球的重量有关系，因此通过这一题目能够看出，学生需要能够充分的区分题目当中的机械能，并且能够列出相应的机械能守恒定理，最终联立方程解答题目。

其次，在系统机械能的区分过程中，需要对系统的做功情况来判断，如果系统之外的力对系统做正功，系统机械能增加；做负功则系统的机械能减少。不做功则机械能不变。需要注意的是系统中相互作用力做功，不会使其他形式的能参与到机械能的转化中，同时系统内物体的内能不会影响机械能的变化。比如说绳子的弹力、斜面对物体的弹力以及杆所产生的弹力等，都是相互作用力之间的做功转换，对于物体的机械能来说是不变的[2]。

4 总结

综合上文所述，本文笔者主要从当前高中物理课程中机械能的种类以及区分方式入手进行分析和探究，机械能的种类以及区分方式在题目的解答过程中具有重要的作用和意义，需要引起我们的重视[3]。

参考文献：

[1]袁令民，廖伯琴，李富强.高中物理教师使用新课程教科书情况调查及影响因素探析[J].教育学报，2013（02）：76-81+95.

[2]冷冰冰.高中物理课程标准的核心素养分析[J]. 教育导刊，2015（08）：49-52.

[3]仲扣庄，郭玉英，彭征.20世纪前期高中物理教科书中近代物理内容介绍与评析[J].课程.教材.教法，2014（05）：98-104.