浅析守恒思维在高中物理解题中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 浅析守恒思维在高中物理解题中的 应用 【摘 要】在高中物理学习过程 中，守恒思维法是一条极为重要的解题 方法，它几乎贯穿整个高中物理知识点。 本文对守恒思维法的解题思路进行了简 介，并以机械能守恒为例详细讲解了守 恒思维法在相关物理解题过程中的应用， 最后对守恒思维法进行了反思和总结。 中国论文网 /9/view-12987733.htm 【关键词】高中物理；守恒思维； 机械能守恒；应用 前言 高中物理知识点中许多物体的运 动环境非常复杂，例如研究对象处于各 种受力情况和外加各种电磁场情况，使 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 得这些物理过程中物体的具体受力分析 非常困难，然而无论物理的运动过程有 多复杂， 它们都遵循着一个物理界十 分普遍的规律-能量守恒定律，它既适 用于宏观世界，也适用于微观世界，物 体运动过程的本质也就是能量的转化和 转移。如何利用守恒思维法来分析物理 过程从某种意义上直接决定着高中物理 解题的精度和速度。 1.守恒思维法简介 物理变化的过程本质是能量的变 化，能量守恒定律极大地推动了近现代 科学的发展，从本质上解决了很多以前 无法解释的科学。能量的形式有很多种， 如热能，动能，电能，势能，化学能等， 它们之间在一定条件下会相互转换，或 者从一个物体转移到另一个物体，而在 转移或转换的过程中其总和不变。把握 整个物理过程典型时间和状态点下的能 量状态，确定其能量变化类型和规律成 为研究具体物理过程的关键所在。这就 是物理学中常用到的一种思维方法守 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 恒法。 2.守恒思维法的解题思路 守恒定律通常是对应一个系统， 利用守恒思维法分析 解决物理问题的 基本解题思路为： （1）准确选择研究对象，研究 对象的整个运动和相应受力过程； （2）详细分解整个系统中存在 相互作用的物体，以及各个相互作用物 体之间是否有作用力或相互做功，从而 导致能量转化和转移，电荷转移等。确 定研究对象相互作用的本质，确定守恒 类型； （3）针对某一具体过程，确定 研究对象的初始，结束状态对应的物理 量； （4）准确选择守恒表达式，列 出守恒方程，求解。 3.守恒思维法的解题示例 如图 1 所示，长为 2L 的轻杆 OB，O 端装有光滑的转轴，B 端固定一 个质量为 m 的小球 B，OB 中点 A 固定 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 一个质量为 m 的小球 A，若 OB 杆从水 平位置由静止开始释放到转至竖直位置 的过程中，求： （1）A，B 球摆到最低点的速度 各是多少？ （2）轻杆对 A，B 球各做功多 少？ （3）轻杆对 A，B 球做的总功 是多少？ （1）按照之前提到的守恒思维 法的解题思路，首先要明确研究对象； 有的学生会选择 A 球或 B 球与 地球组成的系统，这其实是不对的，是 典型的研究系统选择错误，A 球或 B 球 与地球单独组成的系统机械能并不守恒。 此时应选择 A 球，B 球与地球三者组成 的系统，因为三者组成的系统机械能是 守恒的。 （2）详细分解整个系统中存在 相互作用的物体及能量转化情况： 轻杆往下摆的过程中，轻杆分别 对 AB 球做了功，绳的弹力一定沿着绳 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 子的方向，而杆的弹力却不一定沿杆的 方向，所以当物体的速度与杆垂直时， 杆的弹力可以对物体做功，A 球，B 球 与地球三者组成的系统中只有动能和重 力势能发生转化，此过程是典型的机械 能守恒。 （3）确定具体物理过程的初始 和结束状态对应的物理量： 初始状态：轻杆水平，只有小球 具备的重力势能，而结束状态：轻杆垂 直，A，B 球摆到最低点，此时选择最 低点为参考面，小球只具备动能。 （4）准确选择守恒表达式，列 出守恒方程，求解： 对 A 球，B 球与地球三者组成的 系统，由机械能守恒得 轻杆对 A，B 球做的总功是 0。 从该题可以看出，p 杆对小球 B 做了正功，对小球 A 做了负功，AB 两球及轻杆这一系统，并没有机械能与 其他形式能量的转换，故机械能守恒。 4.守恒思维法的总结和反思 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 通过以上介绍和解题示例可见， 守恒思维法可以使很复杂的物理问题和 物理过程得到简化，使解题效率大幅提 高，