陈一垠

1 问题的提出

高中物理曲线运动和万有引力的知识模块中有这样一道习题：

在绕地球稳定运行的空间站中，有如图1的装置，半径分别为r和R（R>r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道固定在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是

A.小球在CD间由于摩擦力而做减速运动

B.小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大

C.如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点

D.小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力

本题给出的参考答案为D.通过阅读上述四个选项后可知，解决本题的关键在于正确分析小球在整个运动过程中速度变化情况.由于小球的速度变化情况由其受力决定，因此，本题需首先从分析小球的受力情况入手.

2 高中物理教学中采用的分析方法

考虑到高中生所具备的物理知识有限，教师针对此类问题通常采用以下这种所谓的“等效法”进行讲解.

由于小球随空间站一起绕地球做匀速圆周运动，因此小球所受到的万有引力全部用来提供向心力，可知此时的小球处于完全失重状态.在这种情况下，空间站中所有与重力相关的效应都将消失，可等效为小球“不受重力”作用.以此为前提，在空间站中对小球进行受力分析后发现……