簡(jiǎn)述圓周運(yùn)動(dòng)綜合題的解題策略

熊香花 湖南省寧鄉(xiāng)縣第一高級(jí)中學(xué)

簡(jiǎn)述圓周運(yùn)動(dòng)綜合題的解題策略

熊香花 湖南省寧鄉(xiāng)縣第一高級(jí)中學(xué)

在學(xué)習(xí)高中物理時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)方面的綜合性習(xí)題常常讓我們感覺到非常困難，經(jīng)常是無從下手。為了緩解這一現(xiàn)狀，筆者圍繞圓周運(yùn)動(dòng)涉及到的具體知識(shí)點(diǎn)展開，通過列舉例題的形式，探索了圓周運(yùn)動(dòng)綜合題的解題策略，希望能夠給同學(xué)們以幫助。

圓周運(yùn)動(dòng) 綜合題 解題策略

圓周運(yùn)動(dòng)綜合性習(xí)題解答的關(guān)鍵在于分析，并要在學(xué)習(xí)的過程中掌握必要的方法和技巧，能夠熟練應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律。當(dāng)具備了上述能力之后，綜合性的圓周問題便能夠進(jìn)行順利解答了。

1 圓周運(yùn)動(dòng)具體知識(shí)點(diǎn)介紹

在高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)中，與圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的具體知識(shí)點(diǎn)主要有線速度、角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速、向心加速度、向心力、勻速圓周運(yùn)動(dòng)以及非勻速圓周運(yùn)動(dòng)等。一般而言，線速度是指物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，用來描述其運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，線速度是一個(gè)矢量，其運(yùn)動(dòng)的方向是圓周切線方向。角速度是指物體圍繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的量，角速度與線速度之間的關(guān)系表達(dá)式是v=r。向心加速度的方向總是指向圓心的，但其方向始終在變，而向心力是根據(jù)力的作用效果而命名的。與向心力相關(guān)的公式是勻速圓周運(yùn)動(dòng)是指線速度大小恒定，其運(yùn)動(dòng)力學(xué)特征是v、a的大小不變，T也不變，不變，但v、a的方向是一直在發(fā)生變化的。勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是一種加速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)力學(xué)特征是合外力等于向心力，方向也始終是指向圓心的，F(xiàn)=m=m2r。非圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小是要發(fā)生變化的，其表達(dá)式是F=m=m2r。

總之，在高中物理學(xué)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)學(xué)習(xí)中，其涉及的具體內(nèi)容眾多，題型種類多樣，不同的題型其解答思路不同，在學(xué)習(xí)時(shí)要注意加以區(qū)分并記牢各題型特征和相關(guān)計(jì)算公式，而不能將其混淆，不然，便很難準(zhǔn)確解答出相關(guān)題目。圓周運(yùn)動(dòng)綜合題無非就是將各具體知識(shí)點(diǎn)糅合在了一起，將具體問題綜合在一起或者是將部分問題的結(jié)果作為過渡條件，而讓我們來進(jìn)行解答。只要我們準(zhǔn)確掌握了各具體知識(shí)點(diǎn)，弄清楚了具體知識(shí)點(diǎn)的原理和規(guī)律，能夠熟練應(yīng)用具體知識(shí)點(diǎn)的公式，綜合類問題便能夠做到迎刃而解。

2 圓周運(yùn)動(dòng)綜合題解題策略分析

在分析圓周運(yùn)動(dòng)綜合題解題策略時(shí)，筆者主要采取的方式是列舉例題，通過例題的具體分析闡述來說明自己的解題經(jīng)驗(yàn)，希望能夠借此幫助同學(xué)們更好的解答圓周運(yùn)動(dòng)綜合題。

2.1 圓周運(yùn)動(dòng)與機(jī)械能守恒類綜合題

例題1：在圖1中，如果要讓小球滑到光滑的離心軌道頂端，并且還要讓其固定在頂端，一直不掉下來，求小球需要在斜軌的多高地方，便開始靜止下滑。

解析：此題并不是單獨(dú)的考察某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，而是將圓周運(yùn)動(dòng)與機(jī)械能守恒兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)結(jié)合在了一起。因此，可以將此題分成兩部分，進(jìn)行分別考慮。第一部分，分析圓周運(yùn)動(dòng)問題，當(dāng)小球在離心軌道頂端時(shí)，其會(huì)受到兩個(gè)力的作用，分別是重力和軌道對(duì)小球的壓力。經(jīng)過深入分析之后可以發(fā)現(xiàn)，這兩個(gè)力的方向都是豎直向下的，并且這兩個(gè)力的合力就是小球在運(yùn)動(dòng)中所受到的向心力。我們知道，在小球的運(yùn)動(dòng)中，其重力本身是不會(huì)變化的，而軌道對(duì)小球的壓力卻與速率有關(guān)，而速率與向心力之間又是呈正比關(guān)系。當(dāng)小球的運(yùn)動(dòng)速率值小到一定程度時(shí)，軌道對(duì)小球的壓力就可以忽略不計(jì)了。而要保證小球不掉下來，就必須要讓小球的向心力大于或者是等于其重力，而不能夠小于其重力。第二部分是機(jī)械能守恒，由于小球在運(yùn)動(dòng)過程中只會(huì)受到自身重力的影響，而不會(huì)受到其他的力的影響，所以，小球的運(yùn)動(dòng)是遵循機(jī)械能守恒定律的。具體解答過程如下：

圖1

解：假設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)中不掉下來的速率是v，此時(shí)小球的重力等于向心力，并且軌道不會(huì)對(duì)小球產(chǎn)生任何作用，

因?yàn)椋∏蜻\(yùn)動(dòng)符合機(jī)械能守恒定律，

所以mgh=mg(2R)=mv2，

得到mgh=2mgR+mgR，

所以，小球需要在斜軌的 R處便開始靜止下滑。

2.2 彈性勢(shì)能、圓周運(yùn)動(dòng)以及斜拋運(yùn)動(dòng)類綜合題

彈性勢(shì)能、圓周運(yùn)動(dòng)以及斜拋運(yùn)動(dòng)類的綜合題也是比較常見的，在做題或者是考試中我們也會(huì)常常遇到。在解答這類問題時(shí)，需要結(jié)合具體的問題情境，對(duì)其做三部分分析，對(duì)每一部分的知識(shí)點(diǎn)都進(jìn)行全面考慮，得出準(zhǔn)確信息，然后再進(jìn)行作答。由于篇幅的原因，筆者在此就不列舉例題了?？傊诮獯饒A周運(yùn)動(dòng)綜合類題目時(shí)必須要重視分析，根據(jù)具體問題情境，分析出要考的知識(shí)點(diǎn)，或者是題目中所涉及到的知識(shí)點(diǎn)，將其先提煉出來，然后結(jié)合具體題設(shè)條件及所學(xué)知識(shí)，一一對(duì)應(yīng)，掌握物體運(yùn)動(dòng)的向心力，受力情況，是否遵循能量守恒定律等，然后分部分、分步驟的進(jìn)行作答。

經(jīng)過筆者的自己總結(jié)發(fā)現(xiàn)，圓周運(yùn)動(dòng)綜合題的重點(diǎn)在于分析階段，當(dāng)分析清楚了各部分所涉及到的知識(shí)點(diǎn)后，再進(jìn)行解答就很容易了。并且，圓周運(yùn)動(dòng)綜合題的解題過程和計(jì)算步驟都相對(duì)簡(jiǎn)單，所以，在積累解題經(jīng)驗(yàn)時(shí)，要更加注重原理的分析，將投注力置于分析上。

[1]張平.師生對(duì)話探求圓周運(yùn)動(dòng)臨界態(tài)[J].科學(xué)教育,2012,(05):73-74