《能量守恒定律》教學(xué)

本節(jié)內(nèi)容更像一篇閱讀文章，其中的觀點(diǎn)在必修一、甚至初中已經(jīng)有所了解。從以往所學(xué)內(nèi)容來看，機(jī)械能守恒定律、“機(jī)電能守恒定律”（只有靜電力、重力做功時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能、電勢(shì)能在局部變化中保持不變）、閉合電路歐姆定律、電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都有能量守恒的影子。在解決涉及能量轉(zhuǎn)化的問題，通常也有意、無意的用到能量守恒定律。

盡管運(yùn)用能量守恒定律解決問題的頻率很高，但若是對(duì)能量的理解沒有一點(diǎn)迷茫感的話，還是無法理解能量的。至少我自己的感覺，雖然學(xué)物理、教物理的年頭已不短，但對(duì)時(shí)間、空間、能量這幾個(gè)常用概念的確切理解，還是十分底虛。

為何對(duì)能量這個(gè)概念的認(rèn)識(shí)，直到能量守恒定律的得出，道路曲折至此。我只能說，這個(gè)概念和其他概念相比，抽象到無法抽象。以至于能量守恒定律的確立，是典型的外來神作，邁耶、焦耳、赫姆霍茲這些非正統(tǒng)派物理學(xué)研究者，從不同的角度闡述了相同的能量守恒的思想。

從能量守恒定律的視角來看熱力學(xué)第一定律，就是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移和內(nèi)能與其他形式的能量之間的轉(zhuǎn)化，理解上需要注意：熱量、功都是過程量，與物理過程有關(guān)，內(nèi)能（熱能）時(shí)狀態(tài)量，只與狀態(tài)有關(guān)。

能量守恒定律和永動(dòng)機(jī)。失敗給人的情緒體驗(yàn)是消極的，但失敗后的總結(jié)就是失敗最大的積極意義。雖然永動(dòng)機(jī)的制造失敗了，但對(duì)機(jī)械制造應(yīng)該有一定的積極的促進(jìn)作用。

對(duì)高中階段一些守恒率的思考。

高中物理教材中涉及到的守恒定律：機(jī)械能守恒定律、電荷守恒定律、動(dòng)量守恒定律、能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律。

教材中的表述：機(jī)械能守恒定律、動(dòng)量守恒定律這兩個(gè)力學(xué)中重量級(jí)的守恒定律都是有前提條件的。實(shí)際上將守恒理解為對(duì)選定系統(tǒng)的變中有不變的“變不變定律”。

結(jié)合多個(gè)物理交流群中的觀點(diǎn)，自己的認(rèn)識(shí)是這樣的：

所有的守恒定律：從本意上來講，都是無條件的，所謂的條件，是為了便于解決問題。無條件的守恒定律只是陳述了一個(gè)事實(shí)，但無益于解決具體的問題。

高中階段對(duì)各個(gè)守恒定律的應(yīng)用，都是對(duì)特定的孤立系統(tǒng)而言的，否則，一個(gè)絕對(duì)正確的守恒律是無助于解決問題的。

例如：對(duì)一個(gè)考慮空氣阻力的從靜止下落的落體運(yùn)動(dòng)。若還是將物體和地球選為系統(tǒng)的話，機(jī)械能是不守恒的，能量也是不守恒的，但若把物體、地球和與物體接觸的那部分空氣當(dāng)作研究對(duì)象，當(dāng)然，還的假定在下落過程中地球也被孤立了，只和物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這樣的一種情況下，系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量與物體動(dòng)能（地球質(zhì)量大，認(rèn)為始終保持靜止）的增加量以及物體和空氣內(nèi)能的增加量之和相等。此時(shí)對(duì)于物體、地球、接觸物體的空氣這個(gè)大系統(tǒng)，能量是守恒的，有的能量減少、有的能量增加，總量保持不變。這樣選定孤立系統(tǒng)后，能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律才能以一種可以等式化的呈現(xiàn)方式來解決實(shí)際問題。電荷守恒定律、動(dòng)量守恒定律也是如此。實(shí)際上，運(yùn)用系統(tǒng)的某個(gè)量的守恒定律，真正的目的在與簡(jiǎn)化求解系統(tǒng)內(nèi)的局部某個(gè)物理量的變化情況。若非如此，一切的守恒律可能就僅是一種屠龍術(shù)了。

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