高中物理勻速圓周運動與平拋運動結合解題技巧研究

謝海發

【內容摘要】本文針對高中物理課程常見常考問題勻速圓周運動、平拋運動進行研究，探究二者之間的內在關聯性，深化高中物理運動學內容的學習，幫助學生拓展勻速圓周運動與平拋運動結合解題的思路，提高學生綜合運用公式解題的能力，訓練學生解題技巧的提升，全面的鍛煉學生的高中物理知識學習的自主性，培養學生長期學習物理的興趣。

【關鍵詞】高中物理 勻速圓周 平拋 解題 技巧

一、勻速圓周運動與平拋運動的基本考試方向介紹

1.勻速圓周運動與動能定理結合

勻速圓周運動作為高中物理高考的必考知識點，常常與動能定理結合考題，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，考核知識點比較集中，主要包括勻速圓周運動的向心力公式、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。這些知識點通常與動能定理公式相結合出題，體現考題的高度，考查學生的綜合運用公式的能力。當然此類問題一般比較直接，比較容易做出來。但是必須要在學生非常熟練的掌握勻速圓周運動以及動能定理公式的基礎上，才可以又好又快的做出該類題目。而且勻速圓周運動與動能定理相結合的綜合計算題，邏輯性較強，通常向心力公式與動能定理公式形影不離，考點比較集中，容易被學生掌握和運用。所以說，勻速圓周運動知識點的掌握以基本公式為基礎。加之，對勻速圓周運動的臨界考點的掌握，需要特殊記憶，就可以順利的完成整個勻速圓周運動的內容的學習。

2.平拋運動與動能定理結合

平拋運動主要考查豎直方向以及水平方向的運動學公式，尤其是平拋運動的加速度g是常量，需要特殊記憶。平拋運動公式主要包括vy=gt等，除需要掌握基本的公式外，學生需要充分的了解平拋運動的軌跡特征以及豎直方向和水平方向的運動特征，公式與圖像綜合運用才能很好的閱讀題目。通常平拋運動中考核難度中等，可單獨考核選擇題，也可與動能定理公式結合考題。一般以求解某一特殊位置的動能、速度、時間等問題比較常見。學生在保證熟記公式以及平拋運動的運動特征的基礎上，就可準確的解答問題。當然由于平拋運動本身分為水平方向、豎直方向以及合運動方向幾種類型，學生在解題過程中應當清楚三個方向都可以靈活運用動能定理，且以各自的初末速度為公式運用的基礎，還可以選擇直接運用合運動方向的整體動能定理公式解答問題，其結果一致，解答效果一致。

3.勻速圓周運動與平拋運動的結合

勻速圓周運動解題需要牢牢掌握基本公式以及變形公式，平拋運動的學習需要掌握基礎公式以及水平方向、豎直方向、合運動方向的運動學公式特征。這兩種運動都善于與動能定理相互結合出題，且運動過程中不可避免的發生動能的轉移，因此，勻速圓周運動與平拋運動結合出題也是高考中常見的考點，需要引起高度重視，且該類考題經久不衰，靈活多變。我們將勻速圓周運動、平拋運動以及動能定理公式羅列出來，h= gt2等，我們不難發現，三種類型公式的內在練習，凡是與運動有關的公式，與速度都存在密切的內在關聯，這也就證實了三者綜合出題的基礎。因此，勻速圓周運動與平拋運動的結合出題，主要圍繞速度這一切入點展開考題。

二、勻速圓周運動與平拋運動分類解題技巧

1.數形結合

該類題型主要以綜合題形式出現，通常是先以圓周運動為基礎，而后當速度達到某一臨界值、最高點、最低點后，由圓周的四分之一處飛出脫離軌道，在理想狀態下，滿足平拋運動的條件，完成整個考題的醞釀過程。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沿直線軌道向右運動，如圖所示：小球進入圓形軌道后剛好能通過c點，然后小球做平拋運動落在 直軌道上的d點，求小球到達c點的速度，到達b點時對軌道的壓力等。

整個過程中平拋運動的實現是以勻速圓周運動為前提，當物體在圓周中運動達到某一特殊位置或狀態時，才能構建平拋運動的基礎。所以解題過程中，通常，我們需要明確圓周運動的臨界值公式、特殊點公式，整個過程中的動能轉化情況等，而后按照物體的上述運動軌跡，羅列其在平拋運動階段的運動公式，以及動能變化情況。該類型題邏輯性及其清晰，只需要掌握物體的圓周運動抑或是勻速圓周運動過程、平拋運動過程、整體或單一過程的動能變化情況，就可以很好的解答問題。

2.不定項選擇類型題

勻速圓周運動與平拋運動公式具有相似的物理量，且可考核的物理量較多，是不定項選擇題考試的十分偏好的知識點。如通常二者結合，考查線速度、角速度、周期、半徑、位移、向心力，平拋運動的初速度、末速度以及時間等，考點之多，靈活度之大，不亞于綜合題。因此我們在解題時一定要把握關鍵公式，加大公式的運用以及變形公式的學習，熟練的掌握基礎公式以及變形公式的應用情況，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果為依托，不容易產生歧義。

【參考文獻】

[1] 邱基斌. 平拋運動實驗題型精析[J]. 中學生數理化（高一版），2014（Z1）.

[2] 翟永習. 平拋運動考點演練[J]. 中學生數理化（高一版），2014（Z1）.

[3] 張公元. 關于“勻速圓周運動”教學的幾個問題[J]. 淮北煤炭師范學院學報（自然科學版），1980（01）.

（作者單位：江西省興國縣第一中學）