“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”能夠再分解嗎

摘要：勻速圓周運(yùn)動(dòng)作為一種基本的曲線運(yùn)動(dòng)，通常解決問(wèn)題時(shí)往往不再對(duì)這種運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解，然而一道考題的考生解法，卻把勻速圓周運(yùn)動(dòng)同樣分解為兩個(gè)正交的勻速圓周運(yùn)動(dòng)來(lái)進(jìn)行求解，這種解法是否正確？本文就此問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析探究.

關(guān)鍵詞：勻速圓周運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)的分解；等時(shí)性

作者簡(jiǎn)介：李俊成（1973-），男，江蘇如皋人，大學(xué)本科，高級(jí)教師，主要研究方向高中物理教學(xué)與高考試題研究.

3對(duì)教學(xué)的思考和啟示

為什么上述考生的解法難住了筆者和一起參加閱卷的幾位專家、同行呢？仔細(xì)想來(lái)，應(yīng)該是兩個(gè)方面的原因，首先，教材在研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)提出勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式，如人教版教材必修2第24頁(yè)有這樣的描述“運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般的曲線運(yùn)動(dòng).盡管這時(shí)的曲線各個(gè)位置的彎曲程度不一樣，但在研究時(shí)，可以把這條曲線分割為許多很短的小段，質(zhì)點(diǎn)在每小段的運(yùn)動(dòng)都可以看做圓周運(yùn)動(dòng)的一部分.這樣，在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來(lái)處理了.”[1]這段描述告訴我們對(duì)于一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以用微元的思想分割為許多段圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理，即學(xué)習(xí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng)之后可以研究更為復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)，從而讓我們誤以為勻速圓周運(yùn)動(dòng)不能夠再分解，其實(shí)不是不能夠分解，而是一般情況下勻速圓周運(yùn)動(dòng)作為一種基本的運(yùn)動(dòng)形式，不必再進(jìn)行分解研究；其次，由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)不同，平拋運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)分別單獨(dú)進(jìn)行時(shí)的軌跡和合運(yùn)動(dòng)的軌跡沒(méi)有交點(diǎn)，不會(huì)產(chǎn)生混淆，而這里出現(xiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)仍然是圓周運(yùn)動(dòng)，分別單獨(dú)進(jìn)行時(shí)的軌跡和合運(yùn)動(dòng)的軌跡有交點(diǎn)，容易讓人錯(cuò)誤的以為分運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行時(shí)到達(dá)交點(diǎn)的時(shí)間和合運(yùn)動(dòng)到達(dá)交點(diǎn)的時(shí)間相等，才符合分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，其實(shí)這是對(duì)等時(shí)性的錯(cuò)誤理解，合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性是因?yàn)榉诌\(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行時(shí)，實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)，因此合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就是分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，又由于分運(yùn)動(dòng)之間的獨(dú)立性，從而可以把求合運(yùn)動(dòng)的時(shí)間轉(zhuǎn)化為求分運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行時(shí)的時(shí)間，真正體現(xiàn)通過(guò)運(yùn)動(dòng)的分解實(shí)現(xiàn)化繁為簡(jiǎn).

仔細(xì)回味把勻速圓周運(yùn)動(dòng)再進(jìn)行分解這件事，讓筆者感觸頗多，其實(shí)，當(dāng)我們教學(xué)一段時(shí)間后，會(huì)對(duì)有些問(wèn)題形成思維定勢(shì)，遇到學(xué)生的不同解法時(shí)，尤其是一些貌似不合常規(guī)的解法，很少會(huì)進(jìn)行仔細(xì)的分析、研究，其實(shí)這是一種可怕的習(xí)慣思維，若我們每次遇到這些貌似不合常規(guī)的解法，能夠認(rèn)真思考、仔細(xì)研究，可能會(huì)有意想不到的發(fā)現(xiàn).為什么隨著教齡的增長(zhǎng)，我們?cè)絹?lái)越難有創(chuàng)新的火花或意識(shí)，關(guān)鍵是我們受思維定勢(shì)的影響，有些試題對(duì)我們來(lái)說(shuō)是老的、舊的，解法常規(guī)，但對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)可能是新的，他們可能會(huì)從不同的角度做出我們意想不到的解法，若我們總停留在過(guò)去的習(xí)慣思維上，可能連我們的學(xué)生都“應(yīng)付”不了，而且會(huì)阻礙學(xué)生的創(chuàng)新思維.

參考文獻(xiàn)：

[1]張維善 主編《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū) 物理2》必修[M].北京：人民教育出版，2010年4月第3版

[2]李慶國(guó)，帥厚梅.物體的速度究竟多大[J].《物理教師》，2013，8endprint