何政毅

(浙江省三門中學(xué) 318000)

“機(jī)械能守恒定律”的實質(zhì)還是“能量守恒定律”，是物理力學(xué)和運動學(xué)中的特殊“能量守恒”，學(xué)習(xí)好“機(jī)械能守恒定律”對于提升我們的物理成績，促進(jìn)我們的物理思想具有重要的作用，可以改變以往物理“題海戰(zhàn)術(shù)”的學(xué)習(xí)方法，并且讓我們的自主學(xué)習(xí)效果更高，知識應(yīng)用更加靈活.

一、機(jī)械能守恒定律概述

高中物理教學(xué)中的“機(jī)械能守恒定律”主要是指“由兩個或兩個以上的物體組成的系統(tǒng)互相作用而遵循的一條基本能量定律.”我們知道，在高中物理的概念中，機(jī)械能是物體動能和勢能的總和，勢能可以分為重力勢能和彈性勢能.“機(jī)械能守恒定律”就是指勢能和動能在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行互相轉(zhuǎn)化，其總量保持不變.如果系統(tǒng)的機(jī)械能初始值為E1，最終狀態(tài)的機(jī)械能值為E2，那么一定有E1=E2，即：EK1+EP1=EK2+EP2.在一個系統(tǒng)中，系統(tǒng)勢能的變化量與系統(tǒng)動能的變化量相等，即動能和勢能互相轉(zhuǎn)化，總體機(jī)械能不變.

二、機(jī)械能守恒定律在解題中的應(yīng)用

1.單個物體的機(jī)械能守恒

這類問題一般除了重力勢能外，不計其他外來的作用，這類運動主要有：平拋類運動、懸點固定的擺動類運動、固定的光滑斜面類運動，固定的光滑圓弧類運動等.這類問題一般是物體的重力勢能和動能之間進(jìn)行互相轉(zhuǎn)化，其過程可能具有一定的復(fù)雜性，但是一定遵循機(jī)械能守恒定律，通過機(jī)械能守恒定律進(jìn)行分析和解答，往往可以起到良好的效果.對于單個物體的機(jī)械能守恒問題，一般是物體的動能和重力勢能進(jìn)行互相轉(zhuǎn)化，與外界沒有能量交換，其表現(xiàn)為高度增加，速度減小，或是速度增大，高度減小.

A.2 B.4 C.6 D.8

2.系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題

相對于單個物體的機(jī)械能守恒，系統(tǒng)問題具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和綜合性，這就要求我們在對系統(tǒng)進(jìn)行分析的時候，要認(rèn)真審題，進(jìn)行全面的考慮，這樣才能進(jìn)行問題的有效分析和解決.系統(tǒng)機(jī)械能守恒一般包括不計重量的連桿(輕繩)類問題、在光滑面上可以自由移動的斜面(圓弧)類問題，系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題一般是單個物體機(jī)械能守恒問題的拓展和延伸，只要我們仔細(xì)的分析，正確的運用能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，這類問題也能迎刃而解.系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題一般是兩個物體或是多個物體之間通過接觸、受力等問題實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，需要注意的是系統(tǒng)機(jī)械能守恒問題分析，物體間的能量轉(zhuǎn)化沒有損失，否則不成立.

例題2 今將一個物體A放在光滑斜面的頂端(如圖所示)，斜面與物體A之間，斜面與水平面之間保持光滑，物體A由靜止開始沿斜面下滑，在物體A下滑的過程中( ).

A.斜面對物體A的力不垂直斜面，做功不為零

B.斜面對物體A的力不垂直斜面，做功為零

C.斜面對物體A的力垂直斜面，做功不為零

D.斜面對物體A的力垂直斜面，做功為零

分析本題很容易誤選D，學(xué)生一般不注意斜面與水平面光滑這一條件，以物體A的機(jī)械能守恒來進(jìn)行問題的分析，從而造成了誤選.其實在本題中，物體A和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，物體A在下滑的過程中，會對斜面做功，從而使得斜面向右運動.

三、機(jī)械能守恒定律在解題中的應(yīng)用的誤區(qū)

有些物體在碰撞或是連接物體的繩子拉伸的過程中，會伴有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的可能，因此系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，這類問題一般需要運用動量定理進(jìn)行解決，運用機(jī)械能守恒定律就會出錯.因此，我們在做題的時候，要根據(jù)問題的具體情況進(jìn)行判斷，不能犯這類低級的錯誤.

例題3 一質(zhì)量為m的子彈，以速度v從水平方向擊中質(zhì)量為M的物體，子彈沒有穿透物體，而是與物體一起在光滑的水平面上勻速向前運動，求運動的速度？

總之，“機(jī)械能守恒定律”是進(jìn)行物體受力和運動分析的有效方法，對于簡化我們的思考步驟，減輕做題的運算量具有重要的作用，我們要在實際問題中進(jìn)行具體的分析，以“能量守恒”為依據(jù)，弄清能量在物體間的轉(zhuǎn)化，或是同一物體上不同形態(tài)的轉(zhuǎn)化，從而有效的提高解題效率，取得一個好成績.