芻議高中物理中天體運動類題型的解題技巧

湖南省瀏陽市第一中學(410300)

羅 煉●

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芻議高中物理中天體運動類題型的解題技巧

湖南省瀏陽市第一中學(410300)

羅 煉●

天體運動類題型包含了多方面知識點，是一類知識運用比較綜合的題型.它包含了開普勒定律，牛頓三大運動定律，萬有引力定律及其他多個模塊的知識點，其中尤為重要的是萬有引力定律的在實際中的應用，出題老師可以結合實際的天體運動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用的能力.因此，本文通過列舉本人學習過程中總結的天體運動的解題要領及天體運動類題型的難點突破來讓同學們進一步了解天體運動的解題思路.

天體運動；解題思路；萬有引力；重力加速度

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

一、天體運動類解題要領

2.天體運動類題目重難點

1.計算天體質量或密度

計算天體的質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量，一般不考慮天體自轉因素.其中：G為萬有引力常數，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動，即向心力由萬有引力來提供，然后通過公式求得物體的運動半徑、周期、角速度及線速度.

2.同步衛星

同步衛星，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.在同步衛星這類運動模型中，我們需要清楚幾個重要的點：在物理學參數中同步衛星的周期與地球是一致的，地球自轉周期是24h，即同步衛星的周期也是24h；另外，同步衛星一定是在地球赤道表面，一般是36000km的運行高度；通過幾個條件就可以求出同步衛星的運行速度都是3.1km/s.這些都需要同學們牢牢記住這不是會給出的已知條件，這個需要同學們記住，因此，通過幾個默認的已知條件，在同步衛星題型的解答中是比較簡單的推導出相應物理學參數.

3.雙星運動

M1，M2是兩個質量相差不會很大的恒星，兩者相互圍繞著旋轉，這種現象叫做雙星運動.在雙星運動的問題中，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動，其中勻速圓周運動的周期相等，勻速圓周運動的向心力是由兩者之間的萬有引力提供的.設兩顆恒星相聚L距離，M1，M2兩者的線速度和角速度分別為V1，V2和ω1，ω2，另外兩個恒星相互做勻速圓周運動的半徑為r1，r2，則，L=r1+r2.利用萬有引力的固有公式便可以求得多個參數，但雙星運動的物理模型要熟練掌握.

4.能量轉化

在天體運動類提醒中非常重要的事把握做近似勻速圓周運動時向心力是由萬有引力提供的，然后依據不同的天體運動模型中相應的等價關系來求得僅有的幾個物理參數，依次為中心天體質量、密度、運動半徑、角速度以及線速度等.

三、天體運動類題目難點突破

天體運動中涉及到的參數和公式都比較多，看似比較繁雜，但其實掌握規律，記住幾個固定的公式，其他的公式在理解其他運動模型的情況下進行推導是很簡單的.除了熟記公式，我們要學會融會貫通，在實際運用中能夠運用，因為題目解答其實就是公式的變換.另外，牢記能量守恒定律，能量不會自己產生，也不會無緣無故消失，一個物體獲得能量同時一定有另一個失去能量的物體.

物理題型，特別是天體運動類題目沒有同學們想象的那么繁雜，雖然公式很多，但是比較有規律.我們不用題海戰術，做很多題目，而是先要精練幾個物理模型的經典例題，只有完全掌握一個題型才能靈活運用和舉一反三.在解答題目的時候，我們首先要學會分析這種天體運動的題型是哪種運動模型，是同步衛星還是雙星運動，是求天體質量還是求物理的線速度、角速度還是周期等，我們在練習過程中需要不斷進行總結，這樣才能達到練習的效果，得到提升.

[1]張健.天體運動的常見題型及其解法[J].物理教學探討，2013(7)

[2]王曉輝.萬有引力學習中的地球自轉[J].物理教學探討，2013(4)

[3]王萬林.萬有引力復習中簡約不簡單的“一式三模”法[J].中學物理，2013(6)

[4]湯玉林.《萬有引力與航天》二、三事[J].中學物理，2013(1)

[5]宋秀君.人造衛星變軌問題面面觀[J].中學物理，2013(7)

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