謝海發(fā)
【內(nèi)容摘要】本文針對(duì)高中物理課程常見(jiàn)??紗?wèn)題勻速圓周運(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)生的高中物理知識(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)合考題,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=mv2/r等。這些知識(shí)點(diǎn)通常與動(dòng)能定理公式相結(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(wèn)題一般比較直接,比較容易做出來(lái)。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(shuō),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vy=gt等,除需要掌握基本的公式外,學(xué)生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)能定理公式結(jié)合考題。一般以求解某一特殊位置的動(dòng)能、速度、時(shí)間等問(wèn)題比較常見(jiàn)。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(wèn)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(guò)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(wèn)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(guò)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(jiàn)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(lái),h= gt2等,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(kāi)考題。
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(guò)程。如:水平光滑直軌道ab與半徑為R的豎直半圓形光滑軌道bc相切,一小球以初速度v0沿直線軌道向右運(yùn)動(dòng),如圖所示:小球進(jìn)入圓形軌道后剛好能通過(guò)c點(diǎn),然后小球做平拋運(yùn)動(dòng)落在 直軌道上的d點(diǎn),求小球到達(dá)c點(diǎn)的速度,到達(dá)b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等。
整個(gè)過(guò)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(guò)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(guò)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。該類型題邏輯性及其清晰,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(guò)程、平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程、整體或單一過(guò)程的動(dòng)能變化情況,就可以很好的解答問(wèn)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(wèn)題,且這一問(wèn)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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(作者單位:江西省興國(guó)縣第一中學(xué))