高中物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)結(jié)合解題技巧研究

摘要：本文針對(duì)高中物理課程常見?？紗栴}勻速圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究，探究二者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，深化高中物理運(yùn)動(dòng)學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生拓展勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)結(jié)合解題的思路，提高學(xué)生綜合運(yùn)用公式解題的能力，訓(xùn)練學(xué)生解題技巧的提升，全面的鍛煉學(xué)生對(duì)高中物理知識(shí)學(xué)習(xí)的自主性，培養(yǎng)學(xué)生長(zhǎng)期學(xué)習(xí)物理的興趣。

關(guān)鍵詞：高中物理；勻速圓周；平拋；解題；技巧

一、 勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)的基本考試方向介紹

1. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)與動(dòng)能定理結(jié)合

勻速圓周運(yùn)動(dòng)作為高中物理高考的必考知識(shí)點(diǎn)，常常與動(dòng)能定理結(jié)合考查，考試中難度中等偏上，一般在選擇題以及綜合題中考核比較多，考核知識(shí)點(diǎn)比較集中，主要包括勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式、加速度公式、線速度公式、角速度公式以及半徑公式等。如F向=mrω2=mv2/r=mvω=4π2mr/T2=4π2mrf2等。這些知識(shí)點(diǎn)通常與動(dòng)能定理公式Ek=mvt2/2-mv02/2相結(jié)合出題，體現(xiàn)考題的高度，考查學(xué)生的綜合運(yùn)用公式的能力。當(dāng)然此類問題一般比較直接，比較容易做出來。但是必須要在學(xué)生非常熟練的掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)能定理公式的基礎(chǔ)上，才可以又好又快的做出該類題目。而且勻速圓周運(yùn)動(dòng)與動(dòng)能定理相結(jié)合的綜合計(jì)算題，邏輯性較強(qiáng)，通常向心力公式與動(dòng)能定理公式形影不離，考點(diǎn)比較集中，容易被學(xué)生掌握和運(yùn)用。所以說，勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)的掌握以基本公式為基礎(chǔ)。加之，對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的臨界考點(diǎn)的掌握，需要特殊記憶，就可以順利的完成整個(gè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

2. 平拋運(yùn)動(dòng)與動(dòng)能定理結(jié)合

平拋運(yùn)動(dòng)主要考查豎直方向以及水平方向的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，尤其是平拋運(yùn)動(dòng)的加速度g是常量，需要特殊記憶。平拋運(yùn)動(dòng)公式主要包括vx=v0、x=v0t、Vy=gt、y=gt2/2等，除需要掌握基本的公式外，學(xué)生還需要充分的了解平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡特征以及豎直方向和水平方向的運(yùn)動(dòng)特征，公式與圖像綜合運(yùn)用才能很好的閱讀題目。通常平拋運(yùn)動(dòng)中考核難度中等，可單獨(dú)考核選擇題，也可與動(dòng)能定理公式Ek=mvt2/2-mv02/2結(jié)合考查。一般以求解某一特殊位置的動(dòng)能、速度、時(shí)間等問題比較常見。學(xué)生在保證熟記公式以及平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)特征的基礎(chǔ)上，就可準(zhǔn)確的解答問題。當(dāng)然由于平拋運(yùn)動(dòng)本身分為水平方向、豎直方向以及合運(yùn)動(dòng)方向幾種類型，學(xué)生在解題過程中應(yīng)當(dāng)清楚三個(gè)方向都可以靈活運(yùn)用動(dòng)能定理，且以各自的初末速度為公式運(yùn)用的基礎(chǔ)，還可以選擇直接運(yùn)用合運(yùn)動(dòng)方向的整體動(dòng)能定理公式解答問題，其結(jié)果一致，解答效果一致。

3. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)合

勻速圓周運(yùn)動(dòng)解題需要牢牢掌握基本公式以及變形公式，平拋運(yùn)動(dòng)的學(xué)習(xí)需要掌握基礎(chǔ)公式以及水平方向、豎直方向、合運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式特征。這兩種運(yùn)動(dòng)都善于與動(dòng)能定理相互結(jié)合出題，且運(yùn)動(dòng)過程中不可避免的發(fā)生動(dòng)能的轉(zhuǎn)移，因此，勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)結(jié)合出題也是高考中常見的考點(diǎn)，需要引起高度重視，且該類考題經(jīng)久不衰，靈活多變。我們將勻速圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)以及動(dòng)能定理公式羅列出來，F(xiàn)向=mrω2=mv2/r=mvω=4π2mr/T2=4π2mrf2，vx=v0、x=v0t、vy=gt、y=gt2/2，Ek=mvt2/2-mv02/2，我們不難發(fā)現(xiàn)，三種類型公式的內(nèi)在練習(xí)，凡是與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的公式，與速度都存在密切的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，這也就證實(shí)了三者綜合出題的基礎(chǔ)。因此，勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)的結(jié)合出題，主要圍繞速度這一切入點(diǎn)展開考查。針對(duì)這一發(fā)現(xiàn)，我們總結(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)解題的技巧如下：

二、 勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)分類解題技巧

1. 數(shù)形結(jié)合

該類題型主要以綜合題形式出現(xiàn)，通常是先以圓周運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ)，而后當(dāng)速度達(dá)到某一臨界值、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)后，由圓周的四分之一處飛出脫離軌道，在理想狀態(tài)下，滿足平拋運(yùn)動(dòng)的條件，完成整個(gè)考題的醞釀過程。整個(gè)過程中平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)是以勻速圓周運(yùn)動(dòng)為前提，當(dāng)物體在圓周中運(yùn)動(dòng)達(dá)到某一特殊位置或狀態(tài)時(shí)，才能構(gòu)建平拋運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。所以解題過程中，通常，我們需要明確圓周運(yùn)動(dòng)的臨界值公式、特殊點(diǎn)公式，整個(gè)過程中的動(dòng)能轉(zhuǎn)化情況等，而后按照物體的上述運(yùn)動(dòng)軌跡，羅列其在平拋運(yùn)動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)公式，以及動(dòng)能變化情況。該類型題邏輯性極其清晰，只需要掌握物體的圓周運(yùn)動(dòng)抑或是勻速圓周運(yùn)動(dòng)過程、平拋運(yùn)動(dòng)過程、整體或單一過程的動(dòng)能變化情況，就可以很好的解答問題。

2. 不定項(xiàng)選擇類型題

勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)公式具有相似的物理量，且可考核的物理量較多，是不定項(xiàng)選擇題考試的十分偏好的知識(shí)點(diǎn)。如通常二者結(jié)合，考查線速度、角速度、周期、半徑、位移、向心力，平拋運(yùn)動(dòng)的初速度、末速度以及時(shí)間等，考點(diǎn)之多，靈活度之大，不亞于綜合題。因此我們?cè)诮忸}時(shí)一定要把握關(guān)鍵公式，加大公式的運(yùn)用以及變形公式的學(xué)習(xí)，熟練的掌握基礎(chǔ)公式以及變形公式的應(yīng)用情況，就可以很好的解答該類問題，且這一問題的答案以公式解答結(jié)果為依托，不容易產(chǎn)生歧義。

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作者簡(jiǎn)介：

李松英，福建省南平市建甌市，福建省建甌一中。