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        淺析高中物理中圓周運動的問題

        2016-04-12 06:29:37
        數(shù)理化解題研究 2016年34期
        關(guān)鍵詞:弧長線速度向心力

        周 侃●

        湖南省長沙市明德中學(xué)(410004)

        淺析高中物理中圓周運動的問題

        周 侃●

        湖南省長沙市明德中學(xué)(410004)

        高中時期,物理對于理科生來說非常重要,物理學(xué)科的分值在理綜中所占的比例較大,所以說作為一名高中生,學(xué)好物理是提高理綜成績的關(guān)鍵.其中物理知識點中,最重要的知識體系就是運動學(xué),再細(xì)研究運動學(xué)中最難的就是圓周運動,并且圓周運動也是高考物理中的必考點.物理的知識點都是融會貫通,一但較好的掌握了圓周運動方面的知識,可以提高我們對物理題的分析能力,對于物理中其它運動學(xué)方面的知識學(xué)習(xí)也很有幫助.

        高中物理;圓周運動;教學(xué)策略

        一、圓周運動

        物理曲線運動中的有機組成部分就是圓周運動,在物理學(xué)中,圓周運動指的就是在圓上“轉(zhuǎn)圈”的運動,可以是一個圓形路徑也可以是圓形軌跡.圓周運動是指某個質(zhì)點在以某點為圓心,以一定長度為半徑的圓周上運動,這個質(zhì)點在運動時,它的軌跡是圓周.圓周運動是一種最常見的曲線運動,圓周運動分為勻速圓周運動和變速圓周運動,在圓周運動中,最常見和最簡單的就是勻速圓周運動.

        在日常生活中有許多關(guān)于圓周運動的例子,比如游樂場的摩天輪、人造衛(wèi)星按照既定的軌跡轉(zhuǎn)動、賽車在賽道上轉(zhuǎn)彎、齒輪在機器中的轉(zhuǎn)動以及火車在過彎道時所進(jìn)行的運動,都是圓周運動的例子.當(dāng)我們在探究物體在做圓周運動的時候,可以暫時忽略物體體積的大小,不論物體的體積有多大,都可以將這個物體看作是一個質(zhì)點.

        物體一般是按照牛頓第一定律慣性地進(jìn)行直線運動,而物體在做圓周運動時,并沒有進(jìn)行直線運動,而是圍繞一個固定的圓心做曲線運動.物體在做圓周運動時會由于慣性的緣故,總有一種沿著切線方向飛出去的傾向.但是它并沒有飛出去,這是因為有一種力在“拉著”它,物體做圓周運動時就需要一種力,使運動的物體避免做直線運動,這種力一直牽引著物體,使其一直圍繞著中心點做圓周運動.這種力就是向心力,向心力把運動的物體拉向圓周運動的中心點,使物體與圓心的距離保持不變,使物體一直保持做圓周運動.向心力為運動的物體提供運動所需的加速度,來保持物體能夠一直地進(jìn)行圓周運動.

        二、高中物理圓周運動應(yīng)注意的重點問題

        1.理解線速度的瞬時性

        線速度是運動的物體經(jīng)過的弧長與所用時間的比值,它是圓周運動中的一個非常重要的物理量,它是用來表示做圓周運動的物體運動的快慢,和直線運動中的速度是相似的.ΔS/ΔT是線速度的表達(dá)公式,許多高中生對這個公式的理解會出現(xiàn)誤區(qū),學(xué)生經(jīng)常會受到勻速圓周運動的影響,產(chǎn)生思維定式,習(xí)慣性地認(rèn)為線速度是不變的.也有的學(xué)生會被表達(dá)公式誤導(dǎo),誤認(rèn)為線速度是一個表達(dá)平均的概念.線速度的本質(zhì)特征是瞬時性,表達(dá)公式中提到的弧長其實是物體在很短的時間內(nèi)走過的弧長,由于時間非常的短暫,因此算出的數(shù)字也是瞬時的.

        2.理解向心加速度和向心力的瞬時性

        向心加速度也是瞬時性的,物體在做圓周運動時,是做曲線運動,物體加速度的方向經(jīng)常在不停地變化,因此物體運動的速度也經(jīng)常不停地變化.物體在做圓周運動時,從一點運動到另一點所用的時間非常短.因此,向心加速度表達(dá)的是線速度在某一瞬間的變化量,向心加速度在圓周運動中的不同位置都會發(fā)生變化,因此向心加速度也是瞬時性的.許多高中生會受直線運動中的加速度的影響,在理解向心加速度時會出現(xiàn)偏差,學(xué)生會誤以為向心加速度也是用來表示物體速度變化的快慢.出現(xiàn)這種誤解的原因是因為學(xué)生對物體在做圓周運動的過程中,沒有理解清楚加速度的瞬時性.向心加速度表示的是線速度方向的改變,而且反映了瞬時性的變化.

        物體在做圓周運動時,牽引物體的向心力也是不停地在變化,有了向心力,才能產(chǎn)生向心加速度,向心力與向心加速度是密不可分的,向心力的本質(zhì)特征也是瞬時性.

        三、高中物理圓周運動的教學(xué)策略

        高中物理教師要優(yōu)化教學(xué)課堂,在使學(xué)生充分理解圓周運動的基礎(chǔ)上,克服學(xué)生不良的思維定勢,培養(yǎng)學(xué)生自主的思維能力.思維定勢有一定的頑固性,還有持久性的特點,不是老師糾正幾次就可以使學(xué)生克服的,因此應(yīng)該使用強刺激的方法幫助學(xué)生擺脫思維定式.教師可以通過為學(xué)生講解典型例題的方式,然后改變題中的一些條件,變換問題,使學(xué)生重新考慮解法,實現(xiàn)“一題多變”.活躍學(xué)生的思維,鞏固已學(xué)的知識點,消除思維定式.物理教師還應(yīng)深化學(xué)生對圓周運動的理解,培養(yǎng)學(xué)生良好的記憶品質(zhì),提高學(xué)生對物理公式和定律的記憶能力.

        綜上所述,高中物理中的圓周運動是一大重點,在學(xué)習(xí)圓周運動時,學(xué)生應(yīng)抓住圓周運動的核心與本質(zhì)特征,再認(rèn)認(rèn)真真的進(jìn)行學(xué)習(xí).學(xué)生應(yīng)從瞬時性的角度理解圓周運動,理解好線速度、向心加速度和向心力的瞬時性特征,在充分理解的基礎(chǔ)上,配合相應(yīng)的練習(xí)來鞏固圓周運動的知識.

        [1] 唐忠敏.中學(xué)物理教學(xué)疑難問題研究[D].重慶西南大學(xué),2011

        [2] 吳景亮.以弧長與時間的比值來定義線速度的理論依據(jù)及其利弊[J].中學(xué)物理 ,2013

        [3] 宋金鳳.對新老教材向心力、加速度的看法[J].物理通報 ,2013

        [4] 于宗源.高中物理教學(xué)難點成因及突破策略研究[D].吉林東北師范大學(xué),2011

        G632

        B

        1008-0333(2016)34-0065-01

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