高中物理圆周运动易错题成因及解决方法

许向颖

(广西贵港市平南县龚州中学 537300)

解答高中物理圆周运动相关习题出错在所难免，关键应做好错误原因分析，澄清对圆周运动知识点的进一步认识，积极采取有效的解决方法，有效的提升解题能力，为物理学习成绩的提升奠定坚实基础.

1 分析问题不细心及解决方法

一足够大光滑平板和水平面所成角度为α，一轻绳长为L=2/3m，一端连接一质量为m=1kg的小球，一端固定在板上的O点.将轻绳拉直处于水平状态，而后给小球一个沿着平板并与轻绳垂直的初速度v0=4m/s，若使小球能在平面做做圆周运动，g取10m/s2，求α的最大值以及小球通过最低点时绳的拉力T.

错题成因分析问题不深入，直接套用所学的圆周运动知识，忽略平板所成角度的影响，列出错误的物理方程，得出错误结果.

解决方法根据题干描述，积极联系所学的物理情境，画出相关草图，从斜面上物体受力分析获得启发，通过对小球进行受力分析，正确掌握小球受力情况，结合圆周运动规律解答.

再如，一个环形圆细管的内壁是光滑的，放置在竖直平面内，圆环半径是R，远远大于细管半径，在圆管内，有两个直径与细管内径相同的小球，可看做质点，A球质量是m1，B球的质量是m2，两个小球沿着环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度是v0，假设A球运动到最低点，B球恰好运动到最高点，如果两个球此时作用于圆管的合力是零，求解m1、m2、R和v0的关系式.

错误成因此题在解答时，对向心力的分析缺乏规范性，没有做好受力分析，导致重力因素被忽略，从表面上分析得出N1=N2，对圆管给m2向下的力缺少理解，对基本功受力分析不过关，使得力学问题解题错误.

2 找不到破题思路及解决方法

如图1，竖直转轴AB上细绳AC和BC的结点C的位置连接一质量为m的小球.两细绳能承受的最大拉力为2mg.AC和BC均处于拉直状态时BC刚好和AC垂直，AC和BC呈53°角，BC=1m.ABC可绕AB匀速转动，小球在水平面内做匀速圆周运动.随着旋转速度的增加，求最后一根绳被拉断时小球的速度.

图1

错题成因无法找到小球做圆周运动的向心力由谁提供；不能准确的判断AC与BC断裂的先后顺序；列物理方程式，相关角度代入错误.

解决方法判断细绳断裂的先后顺序时可采用假设法，结合计算的结果确定假设是否成立，更加清晰的认识物理情境.

3 迁移能力差及解决方法

将一光滑圆形轨道固定在竖直平面内，一小球沿轨道内侧刚好能够做完整的圆周运动.小球在最低点对轨道的压力为N，动能为Ek，改变小球在最低点的动能，N的值也会发生变化.小球的N-Ek图线如图2所示，左端点坐标分别为([1] [2] )，图线延长线和坐标轴的交点分别为(0，a)，(-b，0)重力加速度为g，则( ).

图2

A.小球的质量为g/aB.圆轨道的半径为b/a

C.[1] 的值为5bD.[2] 的值为6a

错题成因数学知识掌握不牢固，不会对圆周运动相关方程进行数学上的处理；读图、识图能力差，不能灵活迁移所学的圆周运动知识；

解决方法认真阅读图象，结合所学的数学知识，图线与坐标轴交点表示的含义.

再如，一个做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的两倍，仍然做圆周运动，则( ).

A.根据v=ωr的公式，可以得出卫星运动的线速度也增加到原来的两倍.

错题成因A、B中的公式是正确的，但是，A、B的公式使用错误，因此，A、B是错误的.

解决方法在A选项中，线速度和半径成正比的基础是角速度一定，r变化的情况下，角速度也会发生变化，因此，A选项不正确，同理，B选项错误.在C选项中，G、M、m是恒量，所以C选项正确，结合B、C公式，可以得出D选项正确.

物理公式能反映出物理规律，如果理解不够深入，只是死记硬背则会经常出错，在应用中，应当注重理解记忆，了解公式应用情况，提高学生知识迁移能力.

4 思维定势及解决方法

一光滑轨道由倾斜和水平两部分构成，倾斜部分和水平面之间的夹角为θ=53°，水平轨道长L=2R，处在地面上，另一端和一固定的竖直圆形光滑轨道的最低点相连接，轨道和圆形轨道在同一平面内，轨道半径为R.一小球始终受到水平向左，大小为其重力3/4的恒力F的作用，使其从倾斜轨道上距离地面高h的位置静止释放，小球沿斜面向右运动，若在圆形轨道刚好能做完整的圆周运动，求高度h的值.

错题成因受思维定势影响，将小球难以通过的点认为是最高点.

解决方法“等效重力场”的应用.

图3

引起高中物理圆周运动解题出错的原因多种多样，为进一步提高学生认识，避免其在解题过程中走入理解误区，得出错误结果，应做好常见出错原因的汇总，并结合具体例题，在课堂上通过故意示错，给学生留下深刻印象，明确相关习题容易出错的点，给予其提醒，避免其在以后的解题中犯下类似错误.