摘要：物理是高中教学中非常重要的一门课程，高中理科生能否取得良好的物理成绩，能够直接解决能否学好理科综合。高中物理包含非常多高难度的教学内容，运动学就是其中一类，圆周运动更是运动学中的重中之重，是历来物理高考重点考查内容。另外，在高中物理考试中，圆周运动涉及的知识一般是与其他运动学知识一起考查的，所以高中生只有学好高中物理圆周运动知识，才能更好地处理物理运动学问题，提升物理知识解题能力。本文重点分析了高中物理圆周运动的关键知识点，希望能够帮助高中生更好地解决高中物理问题。

关键词：高中；物理；圆周运动；学习策略；探析

圆周运动是高中物理曲线运动的重要教学内容，其与直接运动存在明显的差异。学生在初中并没有学习过圆周运动的相关知识，所以在最初学习圆周运动时很容易仍然采取以往的直线运动学习思维来学习和解决圆周运动问题，导致不能很好地解决圆周运动的相关问题。很多高中生认为圆周运动问题的处理非常复杂，但是其实高中物理圆周运动的处理是有技巧的，本文重点分析了圆周运动的几个瞬时位置，从瞬时位置出发分析圆周运动的特点和本质，希望能够切实提升高中生物理圆周运动的处理能力。

一、 线速度的瞬时性

高中物理圆周运动中一个非常重要的物理量就是线速度，它的定义是质点作曲线驱动时所具有的即时速度，以圆周运动为例，就是物体在任一点对定轴做圆周运动的速度。线速度与直线运动中的速度概念相似，主要是用来表示物体运动的快慢。线速度的表达式为：v=ΔL/Δt，由于线速度是矢量，有大小和方向，物理在做圆周运动的过程中，线速度的方向是时刻都在变化的，方向始终是质点的切线方向。但是很多高中生对线速度存在错误认知，因为圆周运动中常见的一个类别就是匀速圆周运动，学生常常习惯性地认为这代表物理在做圆周运动的整个过程速度是不变的。另外，还有许多高中生受到线速度表达式的干扰，认识其代表的是平均速度，其实它代表的是瞬时速度。所以高中物理教师在向学生介绍圆周运动时，首先要向学生详细地介绍线速度的瞬时性，解释线速度表达式中的“Δ”其实反应的是微元思想，即物体在极短的时间走过的弧长非常短，可以近似地认为是一个非常短的直线运动，位移是瞬时的。

二、 向心加速度的瞬时性

高中物理圆周运动中另一个非常重要的物理量就是向心加速度，其与直线加速度存在明显的差异。向心加速度也具有瞬时性，但是相比于直线运动，圆周运动的过程更加复杂，物体在做圆周运动的过程能够表现出更加明显的瞬时性特征。在圆周运动当中，物体的加速度方向一直都在变化，所以物体在做圆周速度的过程中速度一直也在变化。向心加速度与速度相同，其仍然应用的是微元思想，向心加速度的表达式是w=Δφ/Δt，速度方向的改变量为：Δφ，时间的改变量是Δt。物体在圆周上作曲线运动时，当A点与B点之间的距离足够小，即Δφ非常小，无限接近于0时，向心加速度的概念就产生了，再加上时间也无限趋近于0，所以向心加速度表示的是线速度的瞬间变化量。但是很多学生会受到直线运动中加速度的影响，对向心加速度产生错误的理解，即将向心加速度错误地认为是指物体在做圆周运动过程中的速度变化的快慢。另外，高中物理教师还应当特别向学生区别向心加速度与角度，线速度主要表示速度的方向变化，特别是瞬间变化，而角速度代表的是线速度方向改变的快慢。

三、 向心力的瞬时性

除了线速度和向心加速度以外，圆周运动中的另一个具有瞬时性的物理量是向心力。物体在做圆周运动的过程中，所受到的向心力也是在时刻变化的。向心力和向心加速度是产生向心加速度的根本原因，向心力的本质属性就是瞬时性。现以一个具体的例子解释向心力的瞬时性，一个圆盘上有一个质量为3kg的物体M，M与另一个质量1kg的吊在圆盘下放的物体m相连，穿孔光滑的圆孔O。M在圆盘上，受到的静摩擦力为5N，那么请问圆盘的角速度为多少时，物体m才能一直保持静止状态。这道例题重点考查的就是知识点——向心力的瞬时性。首先需要对物体M进行受力分析，其在圆盘上运动时，主要受到绳子的拉力和反向的静摩擦力，而这两个力的合力就是物体M在做圆周运动的过程当中受到的向心力。由于物体M一直在运动，所以向心力也随著物体M运动而产生变化，其最大值就是m的重力与静摩擦力之和。只需要求出向心力的最大值和最小值，那么就能够判断物体M在什么情况下保持静止状态。

四、 将圆周运动习题配合更多的生活情境

上文从瞬时性的角度全新地解读了物体圆周运动的全过程，但是一般来说，物理圆周运动的习题都是综合考查这三方面的性质。所以学生需要在全面理解这三种性质以及三种性质背后物体圆周运动的实质的基础上，还应当巧妙地综合运用圆周运动性质进行物理习题的解答。高中物理教师也应当有意识地让学生进行更多的综合练习题训练。高中物理教师为学生选择圆周运动习题时应当尽可能选择有生活情境的习题，使得学生能够通过生活常识更加清晰地了解题目的含义。例如，在观看双人花样滑冰表演时，观众有时会看见女运动员被男运动员拉着离开冰面做水平方向的匀速圆周运动。假设男运动员的手臂与冰面的夹角为45°，女运动员的体重为35kg，那么女运动员受到的拉力和向心加速度是多少？物理教师在讲解这类有生活情境的物理圆周运动习题时，就可以首先通过多媒体教学设备展示这个场景的照片，然后在黑板上画出简单的受力分析图，女运动员受到向下的重力为350N，同时由于夹角为45°，则可以将拉力放在一个等腰直角三角形当中，受到的拉力为3502N，向心加速度为10m/s2。

四、 结束语

综上所述，圆周运动的题型有很多，学生不可能记住所有可能的考试题型，重要的就是切实地了解圆周运动涉及到的本质知识点，分别就是线速度、向心加速度、向心力以及这三个物理量的性质——瞬时性。高中物理教师应当在教学过程中为学生详细地分析这些性质，抓住圆周运动的核心和本质，使得学生能够充分地了解圆周运动，从而提高学生的物理解题能力。

参考文献：

[1]吴景亮.以弧长与时间的比值来定义线速度的理论依据及其利弊[J].中学物理，2013，（7）：31.

[2]宋金凤.对新老教材向心力、加速度的看法[J].物理通报，2013，（1）：96-98.

[3]卿珊杉.高中物理圆周运动的学习策略分析[J].教学改革，2015，（11）：178.

作者简介：

林林，重庆市，万州第二高级中学。