高中物理,总给学生们一种高不可攀的感觉,难到让人怀疑人生。刚开始学力学,尚且还能跟上去一点,到了后面,接触守恒后,基本上每天云里雾里了。这不是必然现象,有学得好的,但对个人来说,又是必然的,原因是,学物理的方法出现了偏差。

学生们习惯于把别的学科的学习方法,运用到学物理上,显然会出现问题。比方说,我们学数学久了,习惯性先列式子计算,实际上物理是只列式,最后才计算,每列一式,都会带上序号。在学物理概念或定理的时候,习惯性死记硬背,这个方法对有些科目会奏效,但不是物理。

物理培养的是人的深层次思维能力,全方位思考能力,以及具体问题具体分析的能力。因此在学的时候,必须知其然而知其所以然,知其在什么情形下这么然。说直白点,就是把概念理解到位,知道在什么时候用,每个字母代表的意义,以及每个字母所成的公式代表的意义,必须理解透彻。我们拿能量守恒定律来说,大家都清楚能量守恒是自然界中最普遍存在的定律,但放到物理现象中,又怎么解释呢,考试有时候就是考怎么解释,既然它在哪都适用,那么就会考在不同情境中怎么解释,怎么去运用。

问题总是层出不穷,你解决了10000个问题,就有第10001个问题在等着你,无穷无尽,但万变不离其中,我们所能做的是将其理解透彻,能融会贯通,这样,解题才能做到游刃有余。

那么,比方说能量守恒,应该怎么去理解呢,先从字面上把握,高中物理中能量有哪些,守恒什么意思,再探讨下一步。高中物理中的能量从宏观上讲,有动能,重力势能,弹性势能,摩擦生热的热能,也可叫内能,微观上说,微粒的动能,电场中带电微粒的电势能,另外还有电场能和磁场能,好,分清楚这个以后,再理理怎么就有这些能量了,怎么就没有这些能量了。

动能,凡是运动的物体都有,运动快慢用速度表示,速度是相对的,咱们平常在公式中说的速度,都是物体对地速度,如果是相对于外太空,要加上地球自转速度。而且,这个速度是物体实际运动的速度,不用去分解,直接代的值。那么什么时候没动能啊,就以地球为参考,只要你在那不动(相对地面静止),就算没有了,就不用考虑了。

重力势能,是重力与高度的乘积,高度本身就是相对概念,因此,在写这高度时,必须有参考面,在参考面正向,就取正,在参考面负向,就取负(正与负由自己规定)。那么什么时候没重力势能啊,你的位置和参考面在同一个面上,就算没有了。

值得注意的是两种情形下的物体不用考虑它们动能和重力势能的变化。一种是固定的东西,比方说地面,比方说不动的圆轨道,磁场中的导轨。第二种是带“轻”字的物体,如轻弹簧,轻绳,轻杆。

弹性势能,书上并未给出明确公式,但实在逼不得已情况下,可用1/2kx^2来求,k是弹性系数,x是相对于弹簧原长时的伸长量或收缩量,换句话说,弹簧只要不是原长,就有能量,而且一般情况下,只考虑它的弹性势能。但仅限于弹性变形范围内使用。那么什么时候没弹性势能啊,弹簧不被压缩,或不被拉伸,就没有了。

内能,所有物体都有内能,哪怕是零下100度的物体,因为分子总是在做无规则运动的,不论温度多低,有运动就有动能,分子的平均动能大小又是对内能大小的表征,而任何物体都是由分子组成的,因此,任何物体都有内能,高中阶段,没有内能的表达式,但它可以通过另外方式表示出来,比方说能量前后作差法,比方说摩擦力做功。

需要说明的是,对于电路中的电阻,内能变化是通过电流做功实现的,得用电流热效应公式进行求解,也可通过前后能量差求得。

那么什么时候没内能啊,除非你改变了人们对内能的认识,说某些时候,物体是没内能的,而且全球60亿同志都认可你的说法。

电势能,两个因素,一、你得有电,二、你在电场中。那么,想要计算,得有一个参考面,公式中,正电荷q取正,负电荷q取负,电势,该是正的就写正数,该是负的,就写负数。

电场能和磁场能,高中物理并未单独设章节讲解,属于大学知识,所以,无需计算,但必须有这么一个理解,就是电场和磁场的能量很大,带电粒子在其中运动,对其造成的能量变化,可以忽略不计。也就是说不用考虑电场,磁场的前后能量变化。

能量说完了,该守恒二字了,守恒就是相等,不变的意思,即:任一时刻,总能量都相等。我们列式子,根据的就是它。

字面意思这样理解基本就透彻了,接下来就是缺点方法,和实战演练了。

方法很简单,用一个框,框住你要研究的物体(研究对象),以及物体在运动过程中,接触的其它物体,任何状态的物体。然后,把初状态能量表示出来,包括内能,所有能量都不放过,再把末状态的表示出来。在这个过程中,如果有一个除摩擦和重力以外的只带箭头不明施力物体的外力,可以将它想象成是机器在作用着,如果机器做了负功,机器的末状态内能减去初状态的内能就是正的(用FS表示),相当于外界给了它能量,反之则反。列完式子以后,令两式相等。即可求解。

下面就以一高考真题为例,帮助你去理解。

图1 第一问解析

图2 第二问解析

图3 第三问解析