浅析高中物理“机械能”的学习

■陈翔宇

机械能是高中物理中的重要内容之一,涉及的考点包括功和功率、动能定理及其应用、机械能守恒定律及其应用等,知识点较多也很杂,而且在填空题、选择题和计算题等多种题型中都有出现。因此掌握“机械能”的基础知识和求解机械能相关试题的基本思路对提升同学们的物理应试成绩和物理学习能力十分重要。

1.功和功率

功是力和在力方向上通过的位移的乘积,它包括恒力功和变力功两种,是标量。功的正负反映出力对物体是驱动作用还是阻力作用。

求解恒力功的解题思路是:(1)通过受力分析找出力,通过运动分析找出位移;(2)确定力和位移方向间的夹角;(3)利用功的计算公式来计算。

求解变力功的解题方法主要包括:(1)平均力法;(2)图像法;(3)用功率和时间的乘积求解;(4)等效变换法;(5)动能定理法;(6)微元法。

功率反映了力对某一对象所做功的快慢程度,功率的计算方法有两种:(1)功率可以用功除以时间来计算;(2)功率也可以通过力乘以速度再乘以力与速度的夹角来计算,如果速度是平均速度,那么得到的是平均功率,如果速度是瞬时速度,那么得到的是瞬时功率。

2.动能定理

动能定理是指物体终点和起点之间的动能差等于外力对物体做的功。在动能定理的应用中,物体的运动轨迹可以是直线或曲线,物体受到的力可以是恒力或变力。

运用动能定理解题的思路是:(1)选定对象,并掌握其运动形式;(2)分析对象受到的力和做功;(3)分别写出终点和起点的动能;(4)根据动能定理列出方程式,并进行求解。

3.机械能守恒定律

机械能守恒的条件是物体或系统只有重力或弹力做功,除重力和弹力外其他外力不做功或者做功之和为零。我们可以通过做功和能量转化来判定机械能是否守恒。

应用机械能守恒定律解题的思路是:(1)正确选取研究对象;(2)分析研究对象的受力、做功情况,判断机械能是否守恒;(3)确定研究对象在起点和终点的机械能;(4)用机械能守恒定律列出方程;(5)求解方程,对结果进行说明或分析。

4.功能关系及能量守恒的理解

功能关系主要包括重力做功与重力势能、重力或弹力以外的力做功与机械能、摩擦力做功与热能、电场力的功与电势能等,其中重力势能、弹性势能、电势能的改变与对应力做的功大小相等,但符号相反。功能关系的精髓是能量在转换的过程中总量是不变的。

综上所述,高中物理中“机械能”包括的知识点等内容较多,同学们只有掌握了基础知识和基本的解题思路才能提高自己的解题能力和水平。