吴少锋
甘肃省庆城县陇东中学 甘肃 庆城 745100
摘要：机械守恒定律一直是高考热点问题，也是理科学生的重点学习内容，但由于机械能守恒定律知识比较复杂，很多学生的学习兴趣并不高，多数学生也不了解应如何解答机械能守恒定律问题，因此，文章将从三方面研究机械能守恒定律的解题技巧。
关键词：高中；机械能守恒定律；解题技巧
前言：机械能是指物体在某状态时的动能与势能（包括重力势能和弹性势能）的总和。它解释了自然界中机械运动守恒的规律，为帮助学生更好的理解与学习机械能守恒定律相关知识，提升学生在高考中的考试成绩，教会学生机械能守恒定律解题技巧也成为一项重要工作。
一、把握条件，判断守恒
通过学习机械能守恒定律可以了解到能量是不会消失和凭空产生的，只会转化成不同的能量或转移到别的物体上，如果对外没有转移机械能，那么就会在系统内发生动能、势能与弹性势能相互转化的情况，系统的机械能守恒也随之出现[1]。一般情况下，判断物体机械能是否守恒可以从两方面入手：第一，物体在运动中只有重力做功，那么物体存在机械能守恒；第二，物体在运动中不受媒质阻力和摩擦阻力影响，那么物体存在机械能守恒。这些也是机械能守恒定律最重要的知识点，更是学生解题的关键点。在机械能守恒定律解题中，需要学生认真阅读题目，并根据已知条件判断机械能是否守恒[2]。那么如何正确解答机械能守恒定律问题，可以从以下例题中探究：
例题：从距地面h=20m高处，以速度v=15m/s抛出一球，若不及空气阻力，求球落地时速度的大小？（g=10m/s2）
分析：在解答此类题目的过程中，应了解它考查的重点，该例题中主要考查学生是否认识与了解机械能守恒条件，同时考查学生掌握与运用机械能守恒定律的方法。通过分析该例题可以发现，球从抛出到落地的过程中，只有重力对球做功，因此球的机械能是守恒的。
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只要学生在解题的过程中认真阅读题目，发现题目的考查重点，并掌握机械能守恒定律基本性质，那么解题难度便会大大降低。
二、研究形式，运用规律
通过分析机械能守恒定律可以了解到，机械能守恒定律中无论是公式还是定律都具有内容与形式的统一性，这也是机械能守恒定律考题中容易考查的一部分，这就需要学生能够通过外在形式逻辑，并借助机械能守恒定律找到解题[3]。转化与守恒是相互统一的，这是不可争辩的事实，也是机械能守恒定律重点考查内容。
例题：如图所示，使小球沿半径为R的圆形轨道从最低点B上升，那么需给它最小速度为多大时才能使它达到轨道的最高点A？
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错解：根据机械能守恒，小球在圆形轨道最高点A时的势能等于它在圆形轨道最低点B时的动能（以B点作为零势能位置），所以为：
mg*2R=1/2 mv
2B
从而得到：v
B=2√gR
错因：小球达到最高点A时的速度VA不能为零，否则小球早在到达A点之前就离开了圆形轨道，要使小球达到A点（自然不能脱离圆形轨道），则小球在A点的速度必须满足：
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式中，NA为圆形轨道对小球的弹力，上式表示小球在A点作圆周运动所学要的向心力由轨道对它的弹力和它本身的重力共同提供，当NA=0时，vA最小，vA=√gR,这就是说，要使小球达到A点，则应使小球在A点具有速度vA>√gR.
正解：以小球为研究对象，小球在轨道最高点时，受重力和轨道的弹力，小球在圆形轨道最高点A时满足方程：
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根据机械能守恒，小球在圆形轨道最低点B时的速度满足方程：
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解（1）与（2）方程组得到：
当NA=0时，vB为最小时，vB=√5gR
所以在B点应使小球至少具有vB=√5gR的速度，才能使小球达到圆形轨道的最高点A。
三、考查对象，建立方法
在机械能中主要包含了动能、重力势能以及弹性势能三种，其中重力势能和弹性势能属于系统内力，系统内力经过做功以后可以让系统内部的动能与势能相互转化，但无法改变系统机械能。若确立的研究对象被改变，那么原系统内部的弹力就会转化为新系统外力，那么新系统机械能也不再继续守恒[4]。所以，在实际解题中需要关注研究对象。
例1：如图，长=80cm的细绳上端固定，下端系一个质量m=100g的小球，将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置，然后无初速释放，不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g=10m/s2。
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解析：小球运动过程中，重力势能的变化量△Ep=-mgh=-mgl（1-cos60°），此过程中动能的变化量△Ek=1/2mv2，机械能守恒定律还可以表达为△Ep+△Ek=0，即1/2mv2-mgl（1-cos60°）=0
整理得到mv
2/l=2mg（1-cos60°）又在最低点时，有T-mg=m
v2l
在最低点时绳对小球的拉力大小
T=mg+m
v2l=mg+2mg（1-cos60°）
例2：如图，AB为1/4圆弧轨道，半径为R=0.8m，BC是水平轨道，长S=3m，BC处摩擦系数为μ=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点从静止起下滑到C点刚好停止，求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。
解析：物体在从A滑到C的过程中，有重力、AB段的阻力，BC段的摩擦力共三个力做功，WG=mgR，fBC=mg,由于物体在AB短受的阻力是变力，做的功不能直接求，根据动能定理可知：W外=0，所以，mgR-μmgS-WAB=0,即WAB=mgR-μmgS=1*10*0.8-1*10*3/15=6J。
通过分析例题2可以发现，若所求解的问题中有多个力做功，那么意味着只有一个力为变力，余下的均为恒力，恒力所做的功容易计算，研究对象自身的动能增强也容易计算，这时只需要通过动能定理便可求出变力所做的功。
结束语：
总之，在解答机械能守恒定律相关知识时，教师应引导学生务必掌握机械能守恒定律含义与性质，并要求学生牢记，且深刻分析题目中给出的已知条件，从这些已知条件中找出隐含的知识点，只有这样才能快速且正确的解题，这也是提升解题效率的有效方法。
参考文献：
[1]毕爱静.机械能守恒定律问题的解题策略探究[J].中学生数理化(学习研究),2019(04):59.
[2]张北春.动能定理、机械能守恒定律和功能原理的解题技巧[J].试题与研究,2018(24):16-19.
[3]高丽梅.机械能守恒定律的解题技巧与分析[J].中学生理科应试,2016(Z1):71-72.
[4]郑行军.机械能守恒定律的题型归类与剖析[J].中学生数理化(高一),2016(05):31-32.