“勻速圓周運動”能夠再分解嗎

摘要：勻速圓周運動作為一種基本的曲線運動，通常解決問題時往往不再對這種運動進行分解，然而一道考題的考生解法，卻把勻速圓周運動同樣分解為兩個正交的勻速圓周運動來進行求解，這種解法是否正確？本文就此問題進行了深入的分析探究.

關(guān)鍵詞：勻速圓周運動；運動的分解；等時性

作者簡介：李俊成（1973-），男，江蘇如皋人，大學本科，高級教師，主要研究方向高中物理教學與高考試題研究.

3對教學的思考和啟示

為什么上述考生的解法難住了筆者和一起參加閱卷的幾位專家、同行呢？仔細想來，應該是兩個方面的原因，首先，教材在研究勻速圓周運動時提出勻速圓周運動是一種最簡單的運動形式，如人教版教材必修2第24頁有這樣的描述“運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，可以稱為一般的曲線運動.盡管這時的曲線各個位置的彎曲程度不一樣，但在研究時，可以把這條曲線分割為許多很短的小段，質(zhì)點在每小段的運動都可以看做圓周運動的一部分.這樣，在分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時，就可以采用圓周運動的分析方法來處理了.”[1]這段描述告訴我們對于一般的曲線運動可以用微元的思想分割為許多段圓周運動進行處理，即學習了勻速圓周運動之后可以研究更為復雜的曲線運動，從而讓我們誤以為勻速圓周運動不能夠再分解，其實不是不能夠分解，而是一般情況下勻速圓周運動作為一種基本的運動形式，不必再進行分解研究；其次，由于勻速圓周運動與平拋運動不同，平拋運動的兩個分運動是直線運動，兩個分運動分別單獨進行時的軌跡和合運動的軌跡沒有交點，不會產(chǎn)生混淆，而這里出現(xiàn)的勻速圓周運動的兩個分運動仍然是圓周運動，分別單獨進行時的軌跡和合運動的軌跡有交點，容易讓人錯誤的以為分運動單獨進行時到達交點的時間和合運動到達交點的時間相等，才符合分運動與合運動具有等時性，其實這是對等時性的錯誤理解，合運動與分運動具有等時性是因為分運動同時進行時，實際運動就是合運動，因此合運動的時間就是分運動的時間，又由于分運動之間的獨立性，從而可以把求合運動的時間轉(zhuǎn)化為求分運動單獨進行時的時間，真正體現(xiàn)通過運動的分解實現(xiàn)化繁為簡.

仔細回味把勻速圓周運動再進行分解這件事，讓筆者感觸頗多，其實，當我們教學一段時間后，會對有些問題形成思維定勢，遇到學生的不同解法時，尤其是一些貌似不合常規(guī)的解法，很少會進行仔細的分析、研究，其實這是一種可怕的習慣思維，若我們每次遇到這些貌似不合常規(guī)的解法，能夠認真思考、仔細研究，可能會有意想不到的發(fā)現(xiàn).為什么隨著教齡的增長，我們越來越難有創(chuàng)新的火花或意識，關(guān)鍵是我們受思維定勢的影響，有些試題對我們來說是老的、舊的，解法常規(guī)，但對學生來說可能是新的，他們可能會從不同的角度做出我們意想不到的解法，若我們總停留在過去的習慣思維上，可能連我們的學生都“應付”不了，而且會阻礙學生的創(chuàng)新思維.

參考文獻：

[1]張維善 主編《普通高中課程標準實驗教科書 物理2》必修[M].北京：人民教育出版，2010年4月第3版

[2]李慶國，帥厚梅.物體的速度究竟多大[J].《物理教師》，2013，8endprint