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【摘要】圆周运动是高中物理教学的重要组成部分,其学习难度比较大。因此,教师可以以圆周运动的两个模型为突破口,降低圆周运动理论知识的学习难度,保证学生的学习效率,减轻学生课业负担。基于此,本文展开了分析,分别阐述了两种模型的基本原理及拓展应用案例。
【关键词】竖直平面内;圆周运动;两个模型;拓展应用
【基金项目】本文系2015年度广西教育科学“十二五”规划课题“高中物理课业负担问题研究”(项目编号:2015C257)阶段性研究成果。
竖直平面内的圆周运动理论比较抽象,在实际教学过程中,教师通过构建绳拉小球、轻杆带小球的运动模型,可以更好地让学生理解圆周运动原理,并进一步提高学生的知识实践能力和问题解决能力。在实际教学中,教师除了讲解基本的圆周运动理论知识外,还应当详细地讲解其应用方法,从而提高教学效率,减轻学生学习负担。
一、绳拉小球在竖直平面内的圆周运动模型
1.原理
如图1所示,轻绳一端拴着一个小球,其中轻绳在点O处是固定的。这样轻绳就可以在平面内进行圆周运动。当速度过快时,被轻绳拉着的小球就会做圆周运动。若速度达不到一定的值时,小球是无法做圆周运动的,因为小球所受的合力达不到物体做圆周运动的要求。对此,教师可以让学生思考在什么条件下物体能够做圆周运动。先就速度临界值来说,当小球在最高点时,绳子会提供向着圆心O的拉力。也就是说,小球总共受到拉力、重力两个力。当其中的拉力为零时,小球受到的合力最小,也就是其最小受力值等于小球的重力。这时,小球在最高点受到向心力主要由小球的重力提供,也就是:mg=mv2/R。通过计算可得出,其速度临界值为v=。当v
【关键词】竖直平面内;圆周运动;两个模型;拓展应用
【基金项目】本文系2015年度广西教育科学“十二五”规划课题“高中物理课业负担问题研究”(项目编号:2015C257)阶段性研究成果。
竖直平面内的圆周运动理论比较抽象,在实际教学过程中,教师通过构建绳拉小球、轻杆带小球的运动模型,可以更好地让学生理解圆周运动原理,并进一步提高学生的知识实践能力和问题解决能力。在实际教学中,教师除了讲解基本的圆周运动理论知识外,还应当详细地讲解其应用方法,从而提高教学效率,减轻学生学习负担。
一、绳拉小球在竖直平面内的圆周运动模型
1.原理
如图1所示,轻绳一端拴着一个小球,其中轻绳在点O处是固定的。这样轻绳就可以在平面内进行圆周运动。当速度过快时,被轻绳拉着的小球就会做圆周运动。若速度达不到一定的值时,小球是无法做圆周运动的,因为小球所受的合力达不到物体做圆周运动的要求。对此,教师可以让学生思考在什么条件下物体能够做圆周运动。先就速度临界值来说,当小球在最高点时,绳子会提供向着圆心O的拉力。也就是说,小球总共受到拉力、重力两个力。当其中的拉力为零时,小球受到的合力最小,也就是其最小受力值等于小球的重力。这时,小球在最高点受到向心力主要由小球的重力提供,也就是:mg=mv2/R。通过计算可得出,其速度临界值为v=。当v