溫云帆

摘 要：現(xiàn)階段，高中物理課程的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們對(duì)于機(jī)械能的學(xué)習(xí)情況以及具體的分類區(qū)分方式了解程度不夠深，很容易在解答機(jī)械能有關(guān)的題目過(guò)程中出現(xiàn)遺漏、概念不清的現(xiàn)象，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因便是學(xué)生無(wú)法有效的區(qū)分機(jī)械能，并且不清楚區(qū)分的具體方式等。下面筆者主要來(lái)闡述當(dāng)前高中物理中機(jī)械能的種類以及區(qū)分方式。

關(guān)鍵詞：機(jī)械能；區(qū)分方式；種類

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

在物理學(xué)的課程學(xué)習(xí)中，能量這一概念涉及到的內(nèi)容是非常繁多的，并且對(duì)于我們學(xué)生來(lái)說(shuō)也是一個(gè)重難點(diǎn)，很多學(xué)生在這方面的學(xué)習(xí)過(guò)程中都存在一定的薄弱點(diǎn)。需要注意的是，物理學(xué)中能量與功的關(guān)系是非常密切的，一個(gè)物體能夠做功，則說(shuō)明物體是具有能量的。而一個(gè)物體做功越多，則能量就越多。

1 動(dòng)能

在了解機(jī)械能之前，首先需要了解動(dòng)能的概念，當(dāng)風(fēng)吹著船前行的過(guò)程中，風(fēng)對(duì)帆船的帆做了功，使得帆船具有動(dòng)能。人們?cè)谂拇蚱古仪虻倪^(guò)程中，利用拍子給乒乓球傳力，給乒乓球一定的動(dòng)能。上述這一類物體都可以說(shuō)具有動(dòng)能，風(fēng)、人們的用力都是做功的過(guò)程，一切的物體都具有動(dòng)能。

2 勢(shì)能

人們?cè)谂e高物體的過(guò)程中，會(huì)感到身體的勞累，在上樓梯的過(guò)程中也會(huì)感到腿部的勞累。而在這一過(guò)程中便是人們重力做功的過(guò)程，重力做功會(huì)導(dǎo)致重力勢(shì)能的增加，而人們?yōu)榱四軌驅(qū)⑽矬w舉高，走上更高的樓層，就需要克服相應(yīng)的重力來(lái)進(jìn)行做功，物體以及自身相應(yīng)的重力勢(shì)能增加。

3 機(jī)械能

3.1 機(jī)械能的概念分析

機(jī)械能是動(dòng)能與勢(shì)能的總稱，一個(gè)物體即能夠具有動(dòng)能也可以有勢(shì)能。比如說(shuō)在天空中滑翔的小鳥，其既具有空氣做功所給予的動(dòng)能，也具有一定的勢(shì)能。將這兩種能量加起來(lái)便是小鳥的機(jī)械能，機(jī)械能是高中物理課程學(xué)習(xí)過(guò)程中一種常見(jiàn)的形式。

需要注意的是機(jī)械能中動(dòng)能以及勢(shì)能是能夠相互轉(zhuǎn)化的，并且在轉(zhuǎn)化的過(guò)程中會(huì)保持機(jī)械能的不變。決定動(dòng)能的主要是物體的質(zhì)量以及速度，重力勢(shì)能是物體的質(zhì)量以及高度。在只有動(dòng)能以及勢(shì)能的過(guò)程中，機(jī)械能的總量能夠保持不變，即機(jī)械能為守恒的。

3.2 機(jī)械能的區(qū)分

首先，我們?cè)诟咧须A段所學(xué)習(xí)的有關(guān)帶電物體不在少數(shù)，并且機(jī)械能也能夠與電勢(shì)能結(jié)合起來(lái)。從概念上來(lái)將帶電物體的電勢(shì)能并不屬于機(jī)械能，但是在做題的過(guò)程中可以利用動(dòng)能定理來(lái)進(jìn)行題目的解析。例如在電場(chǎng)力中，電場(chǎng)力對(duì)帶電物體做正功，那么可以斷定帶電物體的電勢(shì)能是降低的，機(jī)械能則是增加的。反之則說(shuō)明電勢(shì)能增加，機(jī)械能相應(yīng)的減少。

其次，人們?cè)诖驑兜倪^(guò)程中，重錘從地下提到半空中的過(guò)程，重錘被舉高，因此能夠做功，舉高的物體所具有的重力勢(shì)能，當(dāng)物體所具有的質(zhì)量以及高度越大，則說(shuō)明重錘的重力勢(shì)能越大，而重錘是相對(duì)靜止的，因此可以說(shuō)機(jī)械能是不斷增加的。

第三，射箭運(yùn)動(dòng)員在拉弓射箭的過(guò)程中，所涉及到的勢(shì)能為彈性勢(shì)能，因此在這一過(guò)程中機(jī)械能是動(dòng)能與彈性勢(shì)能之間的關(guān)系。在拉弓的過(guò)程中，人們用力使得彈簧對(duì)弓箭做功，物體發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生相應(yīng)的彈性勢(shì)能，當(dāng)拉弓到最大的程度時(shí)，彈性勢(shì)能達(dá)到最大，選手一旦方式，彈性勢(shì)能與動(dòng)能會(huì)發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)變，彈性勢(shì)能不斷的變成動(dòng)能，如果在不考慮空氣阻力的情況下，弓箭的機(jī)械能是不變的[1]。

3.3 機(jī)械能的區(qū)分方式分析

在進(jìn)行機(jī)械能有關(guān)題目的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我們需要從題干、題目所給出的信息當(dāng)中首先分析出題目說(shuō)涉及的內(nèi)容是單一的還是系統(tǒng)的。

首先單一物體的機(jī)械能區(qū)分方式需要對(duì)題干當(dāng)中是否存在阻力、摩擦力進(jìn)行分析，例如在阻力不計(jì)的拋體運(yùn)動(dòng)、固定的光滑斜面上、固定的光滑圓弧上所進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)大多數(shù)都是機(jī)械能不變的。三個(gè)質(zhì)量相同的小球懸掛在三根長(zhǎng)度不等的細(xì)線上， 分別把懸線拉至水平位置后輕輕釋放小球， 已知線長(zhǎng) La < Lb < Lc， 則懸線擺至豎直位置時(shí)， 細(xì)線中張力大小關(guān)系是：

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

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

這一題目在解答的過(guò)程中需要學(xué)生了解到機(jī)械能的區(qū)分，將三個(gè)小球在最低點(diǎn)的速度設(shè)為V，線的張力為T，則根據(jù)機(jī)械能守恒以及圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)概念分析得出。mgL=1/2mv2，T-mg=mv2/L，最終得出T=3mg，與線的長(zhǎng)度沒(méi)有關(guān)系，只與小球的重量有關(guān)系，因此通過(guò)這一題目能夠看出，學(xué)生需要能夠充分的區(qū)分題目當(dāng)中的機(jī)械能，并且能夠列出相應(yīng)的機(jī)械能守恒定理，最終聯(lián)立方程解答題目。

其次，在系統(tǒng)機(jī)械能的區(qū)分過(guò)程中，需要對(duì)系統(tǒng)的做功情況來(lái)判斷，如果系統(tǒng)之外的力對(duì)系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)機(jī)械能增加；做負(fù)功則系統(tǒng)的機(jī)械能減少。不做功則機(jī)械能不變。需要注意的是系統(tǒng)中相互作用力做功，不會(huì)使其他形式的能參與到機(jī)械能的轉(zhuǎn)化中，同時(shí)系統(tǒng)內(nèi)物體的內(nèi)能不會(huì)影響機(jī)械能的變化。比如說(shuō)繩子的彈力、斜面對(duì)物體的彈力以及桿所產(chǎn)生的彈力等，都是相互作用力之間的做功轉(zhuǎn)換，對(duì)于物體的機(jī)械能來(lái)說(shuō)是不變的[2]。

4 總結(jié)

綜合上文所述，本文筆者主要從當(dāng)前高中物理課程中機(jī)械能的種類以及區(qū)分方式入手進(jìn)行分析和探究，機(jī)械能的種類以及區(qū)分方式在題目的解答過(guò)程中具有重要的作用和意義，需要引起我們的重視[3]。

參考文獻(xiàn)：

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