淺析高中物理中圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題

周 侃●

湖南省長(zhǎng)沙市明德中學(xué)(410004)

淺析高中物理中圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題

周 侃●

湖南省長(zhǎng)沙市明德中學(xué)(410004)

高中時(shí)期，物理對(duì)于理科生來(lái)說(shuō)非常重要，物理學(xué)科的分值在理綜中所占的比例較大，所以說(shuō)作為一名高中生，學(xué)好物理是提高理綜成績(jī)的關(guān)鍵.其中物理知識(shí)點(diǎn)中，最重要的知識(shí)體系就是運(yùn)動(dòng)學(xué)，再細(xì)研究運(yùn)動(dòng)學(xué)中最難的就是圓周運(yùn)動(dòng)，并且圓周運(yùn)動(dòng)也是高考物理中的必考點(diǎn).物理的知識(shí)點(diǎn)都是融會(huì)貫通，一但較好的掌握了圓周運(yùn)動(dòng)方面的知識(shí)，可以提高我們對(duì)物理題的分析能力，對(duì)于物理中其它運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的知識(shí)學(xué)習(xí)也很有幫助.

高中物理；圓周運(yùn)動(dòng)；教學(xué)策略

一、圓周運(yùn)動(dòng)

物理曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的有機(jī)組成部分就是圓周運(yùn)動(dòng)，在物理學(xué)中，圓周運(yùn)動(dòng)指的就是在圓上“轉(zhuǎn)圈”的運(yùn)動(dòng)，可以是一個(gè)圓形路徑也可以是圓形軌跡.圓周運(yùn)動(dòng)是指某個(gè)質(zhì)點(diǎn)在以某點(diǎn)為圓心，以一定長(zhǎng)度為半徑的圓周上運(yùn)動(dòng)，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的軌跡是圓周.圓周運(yùn)動(dòng)是一種最常見(jiàn)的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，圓周運(yùn)動(dòng)分為勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)，在圓周運(yùn)動(dòng)中，最常見(jiàn)和最簡(jiǎn)單的就是勻速圓周運(yùn)動(dòng).

在日常生活中有許多關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的例子，比如游樂(lè)場(chǎng)的摩天輪、人造衛(wèi)星按照既定的軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)、賽車(chē)在賽道上轉(zhuǎn)彎、齒輪在機(jī)器中的轉(zhuǎn)動(dòng)以及火車(chē)在過(guò)彎道時(shí)所進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)，都是圓周運(yùn)動(dòng)的例子.當(dāng)我們?cè)谔骄课矬w在做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，可以暫時(shí)忽略物體體積的大小，不論物體的體積有多大，都可以將這個(gè)物體看作是一個(gè)質(zhì)點(diǎn).

物體一般是按照牛頓第一定律慣性地進(jìn)行直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，并沒(méi)有進(jìn)行直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而是圍繞一個(gè)固定的圓心做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng).物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)由于慣性的緣故，總有一種沿著切線(xiàn)方向飛出去的傾向.但是它并沒(méi)有飛出去，這是因?yàn)橛幸环N力在“拉著”它，物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)就需要一種力，使運(yùn)動(dòng)的物體避免做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，這種力一直牽引著物體，使其一直圍繞著中心點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng).這種力就是向心力，向心力把運(yùn)動(dòng)的物體拉向圓周運(yùn)動(dòng)的中心點(diǎn)，使物體與圓心的距離保持不變，使物體一直保持做圓周運(yùn)動(dòng).向心力為運(yùn)動(dòng)的物體提供運(yùn)動(dòng)所需的加速度，來(lái)保持物體能夠一直地進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng).

二、高中物理圓周運(yùn)動(dòng)應(yīng)注意的重點(diǎn)問(wèn)題

1.理解線(xiàn)速度的瞬時(shí)性

線(xiàn)速度是運(yùn)動(dòng)的物體經(jīng)過(guò)的弧長(zhǎng)與所用時(shí)間的比值，它是圓周運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)非常重要的物理量，它是用來(lái)表示做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)的快慢，和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的速度是相似的.ΔS/ΔT是線(xiàn)速度的表達(dá)公式，許多高中生對(duì)這個(gè)公式的理解會(huì)出現(xiàn)誤區(qū)，學(xué)生經(jīng)常會(huì)受到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的影響，產(chǎn)生思維定式，習(xí)慣性地認(rèn)為線(xiàn)速度是不變的.也有的學(xué)生會(huì)被表達(dá)公式誤導(dǎo)，誤認(rèn)為線(xiàn)速度是一個(gè)表達(dá)平均的概念.線(xiàn)速度的本質(zhì)特征是瞬時(shí)性，表達(dá)公式中提到的弧長(zhǎng)其實(shí)是物體在很短的時(shí)間內(nèi)走過(guò)的弧長(zhǎng)，由于時(shí)間非常的短暫，因此算出的數(shù)字也是瞬時(shí)的.

2.理解向心加速度和向心力的瞬時(shí)性

向心加速度也是瞬時(shí)性的，物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，是做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，物體加速度的方向經(jīng)常在不停地變化，因此物體運(yùn)動(dòng)的速度也經(jīng)常不停地變化.物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，從一點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)所用的時(shí)間非常短.因此，向心加速度表達(dá)的是線(xiàn)速度在某一瞬間的變化量，向心加速度在圓周運(yùn)動(dòng)中的不同位置都會(huì)發(fā)生變化，因此向心加速度也是瞬時(shí)性的.許多高中生會(huì)受直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的加速度的影響，在理解向心加速度時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差，學(xué)生會(huì)誤以為向心加速度也是用來(lái)表示物體速度變化的快慢.出現(xiàn)這種誤解的原因是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)物體在做圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，沒(méi)有理解清楚加速度的瞬時(shí)性.向心加速度表示的是線(xiàn)速度方向的改變，而且反映了瞬時(shí)性的變化.

物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，牽引物體的向心力也是不停地在變化，有了向心力，才能產(chǎn)生向心加速度，向心力與向心加速度是密不可分的，向心力的本質(zhì)特征也是瞬時(shí)性.

三、高中物理圓周運(yùn)動(dòng)的教學(xué)策略

高中物理教師要優(yōu)化教學(xué)課堂，在使學(xué)生充分理解圓周運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，克服學(xué)生不良的思維定勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生自主的思維能力.思維定勢(shì)有一定的頑固性，還有持久性的特點(diǎn)，不是老師糾正幾次就可以使學(xué)生克服的，因此應(yīng)該使用強(qiáng)刺激的方法幫助學(xué)生擺脫思維定式.教師可以通過(guò)為學(xué)生講解典型例題的方式，然后改變題中的一些條件，變換問(wèn)題，使學(xué)生重新考慮解法，實(shí)現(xiàn)“一題多變”.活躍學(xué)生的思維，鞏固已學(xué)的知識(shí)點(diǎn)，消除思維定式.物理教師還應(yīng)深化學(xué)生對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)的理解，培養(yǎng)學(xué)生良好的記憶品質(zhì)，提高學(xué)生對(duì)物理公式和定律的記憶能力.

綜上所述，高中物理中的圓周運(yùn)動(dòng)是一大重點(diǎn)，在學(xué)習(xí)圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，學(xué)生應(yīng)抓住圓周運(yùn)動(dòng)的核心與本質(zhì)特征，再認(rèn)認(rèn)真真的進(jìn)行學(xué)習(xí).學(xué)生應(yīng)從瞬時(shí)性的角度理解圓周運(yùn)動(dòng)，理解好線(xiàn)速度、向心加速度和向心力的瞬時(shí)性特征，在充分理解的基礎(chǔ)上，配合相應(yīng)的練習(xí)來(lái)鞏固圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí).

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