浅论能量守恒之动能定理

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翻新时间：2023-04-07

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浅论能量守恒之动能定理

【内容摘要】高中能量守恒中的动能定理是高考的易考点，也是易错点。在这一知识点的学习中，教师要合理引导学生分析其中的物理情境，全面分析物体的受力状况，准确把握动能的变化态势，让学生得之于心应之于手。

【关键词】高中物理动量定理能量守恒四部曲

一、常见动能转换的描述

二、解题“四部曲”

动量定理的解题步骤可以概括为“四部曲”：首先，确定研究对象;其次，分析受力情况;再次，分析动能变化情况;最后，根据定理作解答。

1.确定研究对象

物理实际解题过程中我们首先要明确的是研究对象。一般研究对象为一个质点或者某一物体，大多数情况下为了方便解题以及分析受力情况而把研究对象简化为一个质点。在整个分析与解答过程中，研究对象必须确定，且参考系不能更改。一旦参考系更改，那么研究对象的各项参数就会跟随变化，所得出的结果也将是错误的。

2.分析受力状况

在确定了研究对象之后，下一步就是分析研究对象的受力情况。根据题目描述情况，画出一个简易草图（题目有图示的此步骤可以省略），其中包括研究对象的大致形状、研究对象所处环境（比如斜坡、圆环、高台等）、研究对象的受力情况、研究对象的位移情况以及研究对象的速度变化情况等。其中如果研究对象出现多个受力，即合力。那么研究对象的总受力情况，即合力大小符合平行四边形法则。这几项中任何一项都非常重要，每一项都必须考虑到。研究对象所受的每一种力以及力的大小情况都要单独标示清楚，同时位移情况也必须在草图上清楚的显示出来。

3.分析动能变化情况

在研究对象的受力情况确定后就该明确研究对象的动能变化情况。首先确定研究对象的初始动能情况，二是研究对象运动过程中是否有外力作用、外力作用持续时间等，重力势能大小是否变化（即研究对象的高度是否变化），研究对象的速度是否变化、移动过程中是否产生热能（一般情况下有摩擦力时需考虑此项，若无摩擦力则无热能的产生）等。在这里我们需要明确，动能没有负值，而研究对象的动能增量情况则是可增可减的。

4.根据动能定理作答

在研究对象的能量变化情况确定后，最后一步就是答题过程，有了上述的准备工作之后，顺着答题思路，解题将变的轻而易举。

三、例题解答步骤的演绎

解题分析：首先我们需要了解小球的运动状态以及期间有哪些能量发生变化。这里小球的运动状态应该分两个部分来分析：一是小球下落至槽过程中重力势能减少，下落时产生速度，那么动能变化，动能的变化是从无到有的一个过程，它是增加的。沿槽壁运动时有摩擦力，既然有摩擦那么就会产生热能，消耗能量。二是小球由槽底沿槽壁向上运动时，小球位置升高，重力势能增加，此时小球速度降低，动能减少。小球离开槽壁向上运动时，动能全部转换为重力势能。因题目假设摩擦力大小恒定不变，因此产生的热能跟下降过程一样。在小球上升到最高点后又落下，重复上述过程。在这之中小球初始速度为零，那么在起始位置时就只有重力势能。直到小球静止在槽底这整个过程就是重力势能转换为热能的一个过程。

根据参考系的不同对于问题

（1）有两种解题思考方法。

【参考文献】

[2] 涂勇. 谈动量定理的理解和应用[J]. 数理化学习（高中版），2006.18.

[3] 黄伟、徐高本. 动量定理动量守恒定律[J]. 高中生学习（高三版），2011.08.