巧用牛頓運(yùn)動(dòng)定律 解決圓周運(yùn)動(dòng)難題

周心怡

(湖北省麻城市第一中學(xué)高二15班 438300)

圓周運(yùn)動(dòng)是力學(xué)知識(shí)的重要組成部分，圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)問(wèn)題是我們對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的有效理解、掌握與運(yùn)用，同時(shí)也是高考考查我們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度.但是圓周運(yùn)動(dòng)難題具有一定的難度和多變性，我們只有掌握科學(xué)的解題方法和技巧才能夠做到準(zhǔn)確、快速的解題.牛頓運(yùn)動(dòng)定律作為力學(xué)的核心，是我們能夠巧妙解決圓周運(yùn)動(dòng)難題的重要“武器”.因此，在平時(shí)的物理學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，我們要走出盲目做題的誤區(qū)，學(xué)會(huì)總結(jié)與歸納，探尋運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決圓周運(yùn)動(dòng)難題的基本方法與技巧.下面，我結(jié)合自身學(xué)習(xí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)談一談自己的看法.

一、審清題干信息，確定運(yùn)動(dòng)類(lèi)型

審題是解題的第一步，只有準(zhǔn)確審題才能夠避免出現(xiàn)理解錯(cuò)誤和偏差，從而導(dǎo)致的解題錯(cuò)誤.所以說(shuō)，我們?cè)诮鉀Q圓周問(wèn)題的過(guò)程中，首先必須要對(duì)整個(gè)題目進(jìn)行全面、細(xì)致、深入的閱讀，審清題干中所給出的各種信息，排除各種干擾和無(wú)用的信息，從而確定題目中圓周運(yùn)動(dòng)的類(lèi)型，并根據(jù)問(wèn)題的具體要求，通過(guò)從定平面、找圓心、定半徑等方式來(lái)明確研究的對(duì)象.

例如，以“物體P用兩根長(zhǎng)度相等、不可伸長(zhǎng)的細(xì)線系于豎直桿上，它們隨桿轉(zhuǎn)動(dòng)，若轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，那么則會(huì)發(fā)生怎樣的現(xiàn)象？”這道題為例，首先，在看到這道題后，我先對(duì)問(wèn)題進(jìn)行了多次閱讀，從題干中確定運(yùn)動(dòng)類(lèi)型，經(jīng)過(guò)分析，我了解到，物體P的重力、繩子BP的張力及繩子AP中可能存在的張力的合力提供P作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，再用正交分解法求出物體P分別在水平、豎直兩個(gè)方向受到的合力，然后由牛頓定律列方程，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律我發(fā)現(xiàn)ω只有超過(guò)了某一值時(shí)，繩子AP才會(huì)有拉力，而繩子BP的拉力隨著ω的增大也會(huì)增大.另外，根據(jù)題干信息與牛頓定律結(jié)合，我還得出了繩子BP的張力一定會(huì)大于繩子AP的張力.這樣一來(lái)，在高中物理的學(xué)習(xí)過(guò)程中，我通過(guò)審清題干信息的方法，確定了運(yùn)動(dòng)類(lèi)型，有效確保了我的解題的準(zhǔn)確性.

二、抓住關(guān)鍵信息，判斷受力過(guò)程

正確地進(jìn)行受力分析則是解決圓周運(yùn)動(dòng)難題的關(guān)鍵所在，所以說(shuō)，我們必須要抓住題目中的關(guān)鍵信息以此來(lái)判斷物體的受力過(guò)程，完成受力分析.具體來(lái)說(shuō)，我們?cè)诖_定了基本的研究對(duì)象和運(yùn)動(dòng)類(lèi)型后，需要分析被隔離物體的受力情況和過(guò)程.首先我們要考慮研究對(duì)象所受的向心力的來(lái)源，考察研究對(duì)象與哪些物體有接觸，隨后根據(jù)接觸的具體情況來(lái)進(jìn)行具體的受力分析.其次，受力分析必須要緊密結(jié)合物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以我們需要對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析，分析運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，從而更加科學(xué)的判斷受力的過(guò)程.

三、聯(lián)立有效公式，提高解題效率

解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的最后也是最重要的步驟，就是需要我們根據(jù)受力的基本情況和運(yùn)動(dòng)的軌跡來(lái)建立坐標(biāo)系，聯(lián)系公式、列出方程并進(jìn)行求解.首先，我們需要建立以指向圓心為正方向的坐標(biāo)，其次，我們要用正交分解把力和加速度將各個(gè)矢量分解到各個(gè)坐標(biāo)軸上，從而將復(fù)雜的矢量轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算，使圓周運(yùn)動(dòng)難題得到有效的簡(jiǎn)化.最后，我們需要根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律列出方程，并根據(jù)所列出的方程求出結(jié)果，使我們的解題效率得到有效的提升.

總而言之，牛頓運(yùn)動(dòng)定律是物理學(xué)的基本規(guī)律，也是解決圓周運(yùn)動(dòng)難題的“利器”.所以說(shuō)，作為高中生，我們要學(xué)好牛頓運(yùn)動(dòng)定律，熟記基本公式以及公式適用的前提和范圍，從而能夠通過(guò)確定運(yùn)動(dòng)類(lèi)型、判斷受力過(guò)程和聯(lián)系有效公式等途徑和方法來(lái)明晰解題思路，找到解題的突破口和切入點(diǎn)，對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)難題進(jìn)行深入地分析、剖析，最終實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的快速、準(zhǔn)確地解決，提高解題效率和質(zhì)量，從而為高考成功提供強(qiáng)有力的支撐.