摘 要：物理學(xué)習(xí)講究思維和方法，尤其是高中階段經(jīng)典物理的教學(xué)和學(xué)習(xí)，抓要點(diǎn)、巧分類(lèi)是理清思路、解決問(wèn)題的關(guān)鍵。筆者結(jié)合實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和教育一般方法，以機(jī)械能守恒定律教學(xué)為例，對(duì)高中物理抓要點(diǎn)、巧分類(lèi)教學(xué)的實(shí)現(xiàn)思路和方法發(fā)表看法，以期為高中物理教學(xué)質(zhì)量提高提供經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：高中物理;機(jī)械能守恒定律;教學(xué)策略;抓要點(diǎn);巧分類(lèi);

1.機(jī)械能守恒的概念和內(nèi)涵

機(jī)械能是自然界中普遍存在的能量形式，具體可分為動(dòng)能和勢(shì)能，其中勢(shì)能包括引力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能和核勢(shì)能，機(jī)械守恒定律主要與動(dòng)能、彈性勢(shì)能和引力勢(shì)能相關(guān)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)機(jī)械能守恒定律就是在只有彈力和重力做工下，物體的機(jī)械能總和保持不變，只會(huì)在動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化。也就是說(shuō)，在外部條件不變的情況下，機(jī)械能總值是固定的，物體的機(jī)械能不是動(dòng)能就是勢(shì)能也可能是兩者的總和。

因此解決以機(jī)械能守恒定律相關(guān)的物理問(wèn)題時(shí)的關(guān)鍵在于確定物體所在的系統(tǒng)，明確機(jī)械能的總值，使學(xué)生掌握整體和局部的思維，既能夠分析物體的機(jī)械能特點(diǎn)又能夠明確物體所在系統(tǒng)的機(jī)械能特點(diǎn)，從而有效解決問(wèn)題。這是機(jī)械能守恒定律學(xué)習(xí)的要點(diǎn)和難點(diǎn)。

2.單個(gè)物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題

單個(gè)物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題的分類(lèi)和要點(diǎn)較為簡(jiǎn)單。解決此類(lèi)問(wèn)題只需要考慮物體自身即可，不需要將物體放在一個(gè)力學(xué)系統(tǒng)里去考慮，此類(lèi)問(wèn)題是機(jī)械能守恒問(wèn)題的入門(mén)級(jí)問(wèn)題。如常見(jiàn)的平拋運(yùn)動(dòng)、勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)等。

現(xiàn)在假設(shè)有一個(gè)小球，做自由落體運(yùn)動(dòng)，求小球的機(jī)械能（不考慮大氣阻力）。遇到這種問(wèn)題，不能做過(guò)多的考慮，因?yàn)樽杂陕潴w中小球的速度會(huì)越來(lái)越快，如果考慮到動(dòng)、勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，那么此類(lèi)問(wèn)題將會(huì)陷入無(wú)解的情況。在已知機(jī)械能守恒的情況下，只需要考慮極限情況，如小球剛開(kāi)始自由落體或落到地面時(shí)，即對(duì)應(yīng)的V=0和V=1/2gt2時(shí)，此時(shí)對(duì)應(yīng)的分別是動(dòng)能為0和勢(shì)能為0，從而快速計(jì)算出機(jī)械能的值。

解決單個(gè)物體機(jī)械能守恒問(wèn)題可分為兩步，對(duì)極限狀態(tài)下機(jī)械能存在類(lèi)型進(jìn)行確定，即分類(lèi)，確定物體的機(jī)械能屬于動(dòng)能還是勢(shì)能，第二步就是單純的計(jì)算問(wèn)題。此類(lèi)問(wèn)題僅是機(jī)械能守恒的入門(mén)問(wèn)題，學(xué)生能夠熟練解決此類(lèi)問(wèn)題，則表明學(xué)生具備機(jī)械能分類(lèi)的基本能力，這是解決更復(fù)雜機(jī)械能守恒問(wèn)題的基礎(chǔ)。

3.兩個(gè)物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題

兩個(gè)物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題則是對(duì)單個(gè)物體機(jī)械能守恒問(wèn)題的升級(jí)，最根本的還是對(duì)極限狀態(tài)的把握以及極限狀態(tài)下物體機(jī)械能存在類(lèi)型的確定以及計(jì)算。常見(jiàn)的此類(lèi)的機(jī)械能守恒問(wèn)題主要是“天平問(wèn)題”、“蹺蹺板”問(wèn)題等。

如例題：在水平桌面上固定一個(gè)高h(yuǎn)豎直的立體木塊，然后木塊上水平方向搭載一個(gè)長(zhǎng)度L（假設(shè)L足夠長(zhǎng)）的木板，木板兩端放兩個(gè)重物A和B，重物質(zhì)量分別為m1和m2（m1和m2質(zhì)量不一定相等，大小關(guān)系未知），在重力影響下，木板開(kāi)始向一個(gè)方向傾斜，問(wèn)重物A上升/下降至最大時(shí)，重物A或B的速度。

在此類(lèi)機(jī)械能守恒問(wèn)題中，關(guān)聯(lián)的物體往往有兩個(gè)，解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵在于確定系統(tǒng)和明確變化。所謂變化，就是在重力勢(shì)能影響下，重物動(dòng)能開(kāi)始增加，具體是變大或變小視題目?jī)?nèi)容而定，當(dāng)然也可能是動(dòng)能減小，勢(shì)能增加，但解題思路萬(wàn)變不離其宗。

首先，需要將題目中“天平”和兩個(gè)重物放在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)分析問(wèn)題，因此整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，而并非單個(gè)物體的機(jī)械能守恒。然后再對(duì)兩個(gè)重物分別分析，不難發(fā)現(xiàn)上升的重物勢(shì)能增加、動(dòng)能也增加，而下降的重物動(dòng)能增加、勢(shì)能減少，但整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。再遵從一個(gè)物體時(shí)機(jī)械能守恒解題的一般思路，尋找問(wèn)題的極限狀態(tài)。在這個(gè)系統(tǒng)中，極限狀態(tài)有兩個(gè)，分別是重物剛放上去相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，和重物下降/上升至最大的相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，那么不難得到機(jī)械能總值為m1gh1+m2gh1，同理也可表示為m1V2+m2V2+m1gh2+m2gh3，。在“天平”系統(tǒng)中，A上升/下降與B下降/上升的速度是保持一致的，這是一個(gè)隱藏條件，要捕捉到。然后初始的h已知，g已知，m1、m2已知，那么機(jī)械能總值已知。從相對(duì)靜止運(yùn)動(dòng)到相對(duì)靜止時(shí)，h2與h3會(huì)與h存在一個(gè)相對(duì)關(guān)系，進(jìn)一步可求出h2與h3，代入后再求出V2，此時(shí)答案就呼之欲出。

上述解題思路不難看出，處理兩個(gè)物體機(jī)械能守恒相關(guān)問(wèn)題的關(guān)鍵在于找到機(jī)械能守恒條件，即以系統(tǒng)的思路分析問(wèn)題。

4.多個(gè)物體的機(jī)械能守恒問(wèn)題

如例題：在光滑的水平面上，有物體A，質(zhì)量M，物體A上有物體B，質(zhì)量m，A、B之間有一個(gè)彈簧，然后施加給A初始速度v，求兩個(gè)物體相互作用時(shí)最大的彈性勢(shì)能。

這是一道經(jīng)典的機(jī)械能守恒問(wèn)題，涉及到了A、B、彈簧多個(gè)物體，解題的關(guān)鍵在于明確系統(tǒng)和找到運(yùn)動(dòng)的極限。

依然是先遵從整體思路進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)，A、B、彈簧構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)外無(wú)力做工，也就是說(shuō)，A、B、彈簧運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能必然守恒，那么就剩下找極限這個(gè)難點(diǎn)。問(wèn)題是求最大彈性勢(shì)能，那么什么時(shí)候彈性勢(shì)能最大。機(jī)械能守恒定律的基本內(nèi)容就是機(jī)械能不會(huì)增加或減少，只會(huì)在動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化，也就是說(shuō)，動(dòng)能最小時(shí)，勢(shì)能最大。發(fā)揮想象力，A、B及彈簧的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，首先A以速度v做運(yùn)動(dòng)，然后接觸彈簧，彈簧壓縮，B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后A、B、彈簧開(kāi)始保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，A、B、彈簧均做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。這個(gè)過(guò)程中，動(dòng)能先轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，彈性勢(shì)能再轉(zhuǎn)化為動(dòng)能直至保持相對(duì)靜止。分析到這里，答案就呼之欲出，動(dòng)能小的時(shí)候就是B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的那一瞬間，余下的就是計(jì)算問(wèn)題。

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作者簡(jiǎn)介：王紅輝;性別：男;出生年月：1974.9;籍貫：襄陽(yáng);民族：漢;最高學(xué)歷：本科;職稱(chēng)：中一;研究方向：高中物理教學(xué);郵編：318000;單位：浙江省臺(tái)州市第一中學(xué)