芻議高中物理中天體運(yùn)動(dòng)類題型的解題技巧

湖南省瀏陽市第一中學(xué)(410300)

羅 煉●

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芻議高中物理中天體運(yùn)動(dòng)類題型的解題技巧

湖南省瀏陽市第一中學(xué)(410300)

羅 煉●

天體運(yùn)動(dòng)類題型包含了多方面知識點(diǎn)，是一類知識運(yùn)用比較綜合的題型.它包含了開普勒定律，牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律，萬有引力定律及其他多個(gè)模塊的知識點(diǎn)，其中尤為重要的是萬有引力定律的在實(shí)際中的應(yīng)用，出題老師可以結(jié)合實(shí)際的天體運(yùn)動(dòng)問題或者科研前沿來對我們考察，較大程度上考察我們知識運(yùn)用的能力.因此，本文通過列舉本人學(xué)習(xí)過程中總結(jié)的天體運(yùn)動(dòng)的解題要領(lǐng)及天體運(yùn)動(dòng)類題型的難點(diǎn)突破來讓同學(xué)們進(jìn)一步了解天體運(yùn)動(dòng)的解題思路.

天體運(yùn)動(dòng)；解題思路；萬有引力；重力加速度

近年來，高考中對天體運(yùn)動(dòng)方面知識點(diǎn)的考查比較多的結(jié)合當(dāng)代前沿科學(xué)成果，尤其是航天方面，近年來我國在這方面取得重大成果，許多題目都是結(jié)合航天問題來考查同學(xué)們對天體運(yùn)動(dòng)這方面知識點(diǎn)的掌握程度.因此，同學(xué)們有必要在掌握各個(gè)天體運(yùn)動(dòng)的基本運(yùn)動(dòng)模型以及解題思路之后靈活運(yùn)用物理的各模塊知識來完成天體運(yùn)動(dòng)類題型的解答.

一、天體運(yùn)動(dòng)類解題要領(lǐng)

2.天體運(yùn)動(dòng)類題目重難點(diǎn)

1.計(jì)算天體質(zhì)量或密度

計(jì)算天體的質(zhì)量可以分為兩種情況：第一，已知物體在天體表面的重力加速度，利用萬有引力來求得天體質(zhì)量，一般不考慮天體自轉(zhuǎn)因素.其中：G為萬有引力常數(shù)，g為天體表面的“重力”加速度，R為天體的半徑.這種情況可以延伸到其他天體表面的問題；第二，某一物體圍繞天體作近似勻速圓周運(yùn)動(dòng)，即向心力由萬有引力來提供，然后通過公式求得物體的運(yùn)動(dòng)半徑、周期、角速度及線速度.

2.同步衛(wèi)星

同步衛(wèi)星，顧名思義，就是在一定程度上和地球是同步的，或者說相對于地球是靜止的.在同步衛(wèi)星這類運(yùn)動(dòng)模型中，我們需要清楚幾個(gè)重要的點(diǎn)：在物理學(xué)參數(shù)中同步衛(wèi)星的周期與地球是一致的，地球自轉(zhuǎn)周期是24h，即同步衛(wèi)星的周期也是24h；另外，同步衛(wèi)星一定是在地球赤道表面，一般是36000km的運(yùn)行高度；通過幾個(gè)條件就可以求出同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度都是3.1km/s.這些都需要同學(xué)們牢牢記住這不是會給出的已知條件，這個(gè)需要同學(xué)們記住，因此，通過幾個(gè)默認(rèn)的已知條件，在同步衛(wèi)星題型的解答中是比較簡單的推導(dǎo)出相應(yīng)物理學(xué)參數(shù).

3.雙星運(yùn)動(dòng)

M1，M2是兩個(gè)質(zhì)量相差不會很大的恒星，兩者相互圍繞著旋轉(zhuǎn)，這種現(xiàn)象叫做雙星運(yùn)動(dòng).在雙星運(yùn)動(dòng)的問題中，雙星中兩顆恒星可以看做是相互圍繞著彼此作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其中勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由兩者之間的萬有引力提供的.設(shè)兩顆恒星相聚L距離，M1，M2兩者的線速度和角速度分別為V1，V2和ω1，ω2，另外兩個(gè)恒星相互做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1，r2，則，L=r1+r2.利用萬有引力的固有公式便可以求得多個(gè)參數(shù)，但雙星運(yùn)動(dòng)的物理模型要熟練掌握.

4.能量轉(zhuǎn)化

在天體運(yùn)動(dòng)類提醒中非常重要的事把握做近似勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力是由萬有引力提供的，然后依據(jù)不同的天體運(yùn)動(dòng)模型中相應(yīng)的等價(jià)關(guān)系來求得僅有的幾個(gè)物理參數(shù)，依次為中心天體質(zhì)量、密度、運(yùn)動(dòng)半徑、角速度以及線速度等.

三、天體運(yùn)動(dòng)類題目難點(diǎn)突破

天體運(yùn)動(dòng)中涉及到的參數(shù)和公式都比較多，看似比較繁雜，但其實(shí)掌握規(guī)律，記住幾個(gè)固定的公式，其他的公式在理解其他運(yùn)動(dòng)模型的情況下進(jìn)行推導(dǎo)是很簡單的.除了熟記公式，我們要學(xué)會融會貫通，在實(shí)際運(yùn)用中能夠運(yùn)用，因?yàn)轭}目解答其實(shí)就是公式的變換.另外，牢記能量守恒定律，能量不會自己產(chǎn)生，也不會無緣無故消失，一個(gè)物體獲得能量同時(shí)一定有另一個(gè)失去能量的物體.

物理題型，特別是天體運(yùn)動(dòng)類題目沒有同學(xué)們想象的那么繁雜，雖然公式很多，但是比較有規(guī)律.我們不用題海戰(zhàn)術(shù)，做很多題目，而是先要精練幾個(gè)物理模型的經(jīng)典例題，只有完全掌握一個(gè)題型才能靈活運(yùn)用和舉一反三.在解答題目的時(shí)候，我們首先要學(xué)會分析這種天體運(yùn)動(dòng)的題型是哪種運(yùn)動(dòng)模型，是同步衛(wèi)星還是雙星運(yùn)動(dòng)，是求天體質(zhì)量還是求物理的線速度、角速度還是周期等，我們在練習(xí)過程中需要不斷進(jìn)行總結(jié)，這樣才能達(dá)到練習(xí)的效果，得到提升.

[1]張健.天體運(yùn)動(dòng)的常見題型及其解法[J].物理教學(xué)探討，2013(7)

[2]王曉輝.萬有引力學(xué)習(xí)中的地球自轉(zhuǎn)[J].物理教學(xué)探討，2013(4)

[3]王萬林.萬有引力復(fù)習(xí)中簡約不簡單的“一式三?！狈╗J].中學(xué)物理，2013(6)

[4]湯玉林.《萬有引力與航天》二、三事[J].中學(xué)物理，2013(1)

[5]宋秀君.人造衛(wèi)星變軌問題面面觀[J].中學(xué)物理，2013(7)

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