農(nóng)蘭萍

(廣西田東縣實(shí)驗(yàn)高級(jí)中學(xué) 531500)

結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)可知機(jī)械能守恒的判斷、單物體機(jī)械能守恒、連接體機(jī)械能守恒、彈簧類(lèi)機(jī)械能守恒問(wèn)題較為常見(jiàn).為使學(xué)生掌握這些問(wèn)題的解題方法，教學(xué)中應(yīng)結(jié)合具體例題，為學(xué)生逐一的進(jìn)行講解.

一、機(jī)械能守恒與否的判斷

該類(lèi)習(xí)題較為基礎(chǔ).解題時(shí)需要牢固記憶、深刻理解機(jī)械能守恒成立的條件，選擇合理的分析對(duì)象與過(guò)程，尤其為學(xué)生講解繩子繃緊、物體爆炸等機(jī)械能是不守恒的.

圖1

例1如圖1所示，一輕繩的一端固定，另一端連接一小球，從A點(diǎn)釋放后自由下落至B點(diǎn)繩子剛好被拉直，之后小球向C擺動(dòng).以下敘述正確的是( ).

A.小球從A→C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒

B.小球從A→B以及從B→C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒

C.小球從B→C運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能不守恒

D.小球在C點(diǎn)較在A點(diǎn)的機(jī)械能少

解該題牢牢把握小球運(yùn)動(dòng)的受力情況以及與之相關(guān)聯(lián)的物體運(yùn)動(dòng)、形態(tài)的變化等，對(duì)照機(jī)械能守恒條件進(jìn)行判斷.認(rèn)真分析小球的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可知，小球到達(dá)B點(diǎn)繩子突然繃直，期間機(jī)械能是不守恒的.其他的運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒，因此可知A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確.小球從B→C運(yùn)動(dòng)過(guò)程只有重力做功，機(jī)械能守恒，C項(xiàng)錯(cuò)誤.因繩子繃直消耗了小球的機(jī)械能，因此小球在C點(diǎn)較在A點(diǎn)的機(jī)械能少，D項(xiàng)正確.

二、單物體機(jī)械能守恒問(wèn)題

解答單物體機(jī)械能守恒問(wèn)題時(shí)認(rèn)真審題，對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行清晰、準(zhǔn)確的判斷是關(guān)鍵.在審題時(shí)應(yīng)注重提取關(guān)鍵詞，如“剛好”、“恰好”等，這些關(guān)鍵詞往往是解題的突破口.同時(shí)，明確每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程物體的受力情況以及能量轉(zhuǎn)化情況，積極聯(lián)系所學(xué)列出相關(guān)的解題方程進(jìn)行求解.

圖2

三、連接體機(jī)械能守恒問(wèn)題

解答連接體機(jī)械能守恒問(wèn)題時(shí)需要明確各個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況，找到運(yùn)動(dòng)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián).同時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況靈活切換整體、局部視角，合理選取相關(guān)的研究對(duì)象、物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程，列出相關(guān)的機(jī)械能守恒方程.

例3如圖3所示，一半徑R=0.3m的光滑半圓環(huán)固定在左側(cè)的豎直墻面上.右側(cè)豎直墻面上與圓環(huán)的圓心O等高處固定于光滑水平直桿.將一質(zhì)量ma=100g的小球a套在半圓環(huán)上，將一質(zhì)量為mb=36g的滑塊b套在直桿上，兩者使用長(zhǎng)l=0.4m的輕桿通過(guò)鉸鏈連接.將a從圓環(huán)的最高處由靜止釋放，使其沿圓環(huán)自由下滑，忽略一切摩擦力，a和b均可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2.求(1)a到達(dá)與圓心O等高的P點(diǎn)時(shí)的向心力；(2)a從P點(diǎn)下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)滑塊b做的功.

圖3

四、彈簧類(lèi)機(jī)械能守恒問(wèn)題

彈簧是一種重要的儲(chǔ)能裝置，其拉伸以及壓縮都會(huì)儲(chǔ)存能量.該類(lèi)問(wèn)題綜合性較強(qiáng)，解答時(shí)需要通過(guò)審題牢牢把握能量的轉(zhuǎn)化形式與去向，找到物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵位置，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，運(yùn)用所學(xué)列出相關(guān)的機(jī)械能守恒方程.

圖4

例4如圖4所示，光滑水平軌道AB與光滑半圓形軌道BC相切于B點(diǎn)且在同一豎直平面內(nèi).已知半圓軌道的半徑為R.一質(zhì)量為m的物塊壓縮彈簧至A點(diǎn)，由靜止釋放到達(dá)B點(diǎn)之前與彈簧脫離，且物塊剛好通過(guò)半圓軌道的最高點(diǎn)C，重力加速度為g.求(1)物塊在B點(diǎn)對(duì)半圓軌道的壓力.(2)物塊在A點(diǎn)時(shí)的彈簧彈性勢(shì)能.

物理教學(xué)中為使學(xué)生掌握機(jī)械能守恒的解題方法，應(yīng)注重為學(xué)生深入的剖析物體機(jī)械能守恒成立的條件，并結(jié)合例題講解澄清學(xué)生認(rèn)識(shí).同時(shí)匯總高中物理常見(jiàn)的機(jī)械能守恒習(xí)題，為學(xué)生一起剖析解題思路，指出運(yùn)用機(jī)械能守恒解題時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)，提高學(xué)生運(yùn)用機(jī)械能守恒知識(shí)靈活解答物理問(wèn)題的能力.