高中物理知識在航空航天方面應用實例分析

紀鐸

摘要：物理課程是高中教學的主要課程之一，在高中教學體系中占有十分重要的地位。隨著航空航天技術的迅猛發展以及一些列新型衛星的發射，我國的航空航天產業有著越發廣泛的發展前景。在航空航天領域中，物理學知識是必不可少的內容之一，對于我們高中生接觸到的物理學知識來說，可以體現在航空航天領域的各個方面，使高中物理學知識更具有實用性和實踐性。

關鍵詞：高中物理；航空航天；實例分析

高中物理知識可以體現在很多航空航天技術之中，航空事業的崛起也給高考物理命題提供了很多新的方向。目前高中物理學知識與航天事業的聯系主要體現在綜合考察萬有引力定律中，具體表現為對人造衛星的運行及變軌和天體質量及密度的計算。作為高中學生，要牢牢把握萬有引力定律這方面的內容，并能夠協同其他知識內容，完成航空航天方面的相關計算。

一、萬有引力定律在天體運動中的綜合應用

在高中物理學習中，萬有引力定律是高考考察的重點內容之一，通常會結合當前航空航天產業的相關新聞來結合命題。萬有引力定律與航空航天技術的結合非常緊密，往往會與圓周運動相關知識點協同起來，聯合牛頓運動定律及天體運動定律等進行綜合考察。這需要我們高中生對相關知識點能夠熟練應用，并抓住題目考察的核心和內容，根據題目實際內容進行解題。[1]具體實例如下：

21世紀大熱的具有超強導電、導熱以及超高強度的石墨烯材料有著廣泛的發展前景，有望建造航空航天用的超級纜繩。設想將石墨烯纜繩從地球同步軌道站放下至赤道基站中，則可以實現地球與外太空的物資交換。在這種情況下，如果太空電梯與地面之間的高度為h，求當軌道站貨物質量為m1時，其相對于地心的動能。設地球半徑為R，自傳角速度為ω。

二、天體運動中功和能例題解析

天體運動中的功和能知識點是高考中一大重點考察內容，是物理解題過程中的常用方法之一。對于航空航天行業的天體運動來說，一般會涉及到對功和能的考察，這需要我們高中生能夠熟練掌握功與能那一部分的內容，熟練把握好能與功之間的轉換關系，并能夠進行正確的解答。需要我們掌握能量轉換以及守恒定律相關知識點，協同應用天體運動萬有引力相關知識內容，進行實際物理問題的解答和計算。具體實例如下所示：

“嫦娥三號”探測器在月球表面著陸是分階段進行的，在著陸過程中發動機起作用，首先探測器會受推力的作用在據月球表面h1處懸停，之后探測器豎直降落，在距離月球表面h2時速度為v；之后發動機關閉，探測器受重力作用下落。目前一直探測器質量m，地球月球間的質量比k2，半徑比k1。求（1）探測器落到月球表面的瞬間的速度大小以及月球表面重力加速度大小；（2）“嫦娥三號”探測器在豎直降落的過程中至到達月球表面瞬間的機械能的變化[3]。

從實例中我們可以看出，高中物理學知識與航空航天技術的有機結合主要是通過萬有引力定律來實現的，并結合多種知識點進行綜合的全面的考察。因此，在解決航空航天類的材料問題時，需要抓住題目中所給的關鍵信息和相關條件，結合自身掌握的物理學知識進行有效計算。

三、結語

航空航天的相關物理學知識考察在高考中占有較大比重，對應題目比較復雜，考察知識相對比較全面。因此，這就需要我們牢牢掌握相關基礎知識內容，弄清楚萬有引力與重力和向心力的關系以及萬有引力定律應用的環境。解答相關問題時需清楚天體運動的模型類別，注意不容模型應用的解題方法不同，注意區別一般衛星與同步衛星間的區別，掌握自轉周期與公轉周期內容，并牢記三個宇宙速度，在解題時找準問題的核心和切入點，正確解答相關問題。

參考文獻

[1] 閆芳旭.高中物理知識在航空航天方面應用實例分析[J].教育教學，2014（07）123-125.

[2] 劉澤宇.中學物理中的航空航天問題探討[J].學科教育，2014，（25）：101-102.

[3] 陶漢斌，樓松年.萬有引力與航天高考問題探析[J].中學教學參考，2015，（09）：45-48.

[4] 2014年高考物理試題.endprint