利用天上的衛(wèi)星和地下的物體處理萬有引力問題

楊新偉 徐秀瑋

(1.魯東大學(xué)2016級(jí)在職教育碩士 山東棲霞市第一中學(xué) 265300,2.魯東大學(xué)物理與光電工程學(xué)院 264025)

利用天上的衛(wèi)星和地下的物體處理萬有引力問題

楊新偉1徐秀瑋2

(1.魯東大學(xué)2016級(jí)在職教育碩士 山東棲霞市第一中學(xué) 265300,2.魯東大學(xué)物理與光電工程學(xué)院 264025)

對(duì)于萬有引力與天體的運(yùn)動(dòng)，是高中物理教學(xué)中的一個(gè)難點(diǎn)，而突破這一難點(diǎn)的關(guān)鍵是物理模型的構(gòu)建.本文從兩個(gè)基本模型出發(fā)，一個(gè)是物體模型，一個(gè)是衛(wèi)星模型，運(yùn)用類比方法，構(gòu)建起萬有引力與天體的運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物理模型.

物理問題模型；萬有引力；衛(wèi)星；物體

在實(shí)際中教師應(yīng)收集各種問題,歸納并構(gòu)建出各類問題模型,如:剎車模型，追趕模型，子彈打木塊模型,類平拋模型等等.這些模型有助于學(xué)生提出假說,驗(yàn)證假說，有助于把所學(xué)的知識(shí)條理化、系統(tǒng)化，教師要設(shè)法讓學(xué)生積極參與，共同構(gòu)建，激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng),拓寬思路，這樣才能做會(huì)一道，帶動(dòng)一片題,觸類旁通，舉一反三，真正從“題?！敝薪饷摮鰜?

在天體運(yùn)動(dòng)這一節(jié)課，往往因?yàn)楣蕉喽煜?，?shí)際上真正的本質(zhì)可以說就是兩個(gè)重要的模型一個(gè)是天上衛(wèi)星，一個(gè)是地下的物體.

一、衛(wèi)星模型

天上的衛(wèi)星它是繞地轉(zhuǎn)的，動(dòng)力學(xué)特征是萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

其中M是地球的質(zhì)量，一般情況是中心天體的質(zhì)量.v,ω,g是衛(wèi)星在軌道r處的各量.

二、物體模型

地下物體它是隨著地球轉(zhuǎn)動(dòng)的，它的動(dòng)力學(xué)特征一般是萬有引力等于重力(忽略自轉(zhuǎn))

凡是題目中有表面重力加速度g這個(gè)字眼，在忽略自轉(zhuǎn)的情況下，選表面物體模型.

例題1 通過天文觀測(cè)到某行星的一個(gè)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為T，軌道半徑為r，若把衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則該行星的質(zhì)量為多大？(引力常量G)

例題2 已知月球半徑為R，表面重力加速度為g，若在月球上發(fā)射一顆衛(wèi)星，它在月球表面附近繞月球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期多大？

總之，“天上”和“地下”兩個(gè)式子，可以比較使用，但一定得注意不能“天上”等于“地下”.

[1]桑蘇玲.加強(qiáng)“大學(xué)物理”中“物理學(xué)史”的教學(xué)工作[J].長春理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(06).

[2]劉向遠(yuǎn)，梅忠義.物理學(xué)中的創(chuàng)新方法及其教學(xué)價(jià)值[J].安徽教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2006(06).

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A

1008-0333(2017)22-0080-01

2017-06-01

楊新偉 (1975-)，男，山東煙臺(tái)棲霞人，高級(jí)教師，大學(xué)本科，在職碩士在讀，從事物理教學(xué)。

責(zé)任編輯：閆久毅]