劉蕃陽
【摘 要】高中物理課堂中學習的知識已經不再是初級的物理學知識了。在星體運動的課程中,包含著物理學中的知識點,學生對宇宙的星體運動概念較為模糊,并且這一章節的內容也包含著非常多的知識點,是高中物理課程中的一個難點部分。高中物理星體運動不僅考察學生對物理學知識運用的能力,還考驗學生對題型的理解能力以及邏輯思維的能力,本文對星體運動中的一些難點進行了分析,并梳理了一些相關的解題思路。
【關鍵詞】星體運動;解題思路;萬有引力
一、高中物理星體運動題型
(一)星體運動題型
在星體運動的課程內容學習中,有很多星體運動的經典題型,也是在考試中常會涉及的題型。比如計算星體質量或密度、同步衛星的應用題型以及雙星運動的題型,這些都是比較常見的星體運動類型題。這些類型題中最常出現的難點就是計算星體的質量和密度。出題者會給出物體運動的重力加速度求星體的質量,還有一種類型,就是某一物體圍繞星體做近似勻速圓周運動,其星體運動的向心力還是由萬有引力來提供,根據以上所已知條件求星體運動的角速度和線速度。同步衛星的題型中,需要考慮同步衛星的特點。同步衛星是相對于地球來說是相對靜止的,也就是與地球保持著同步運動的關系。在研究同步衛星類的問題時,首先要知道同步衛星和地球運動的周期是完全相同的,并且要知道地球的自轉周期,地球自轉周期已知的情況下,就能夠計算出同步衛星的自轉周期。在解題的過程中,還應該知道同步衛星的運動位置以及衛星距離赤道的實際距離及運行的高度。同步衛星必須是在地球的赤道表面上進行轉動,要對星體的整個運行狀態有非常熟練的掌握,才能夠在已知條件下判斷出解題思路,并且通過給出的兩個物體,找出關聯性和隱藏的已知條件,進而可以推導出星體運動的計算公式。
(二)一種題型就是雙星運動題型
例如:M1,M2是兩個恒星,并且這兩個恒星的質量相對接近。這兩個恒星會互相圍繞著對方進行旋轉,這就是物理學中的雙星運動。雙星運動是星體運動題目中的重點、難點,在解決此類問題中,要把這兩個星體當做是作勻速圓周運動的物體,并且可以認為他們所做的勻速圓周周期是相等的。要知道雙星運動在運動的過程中,兩個星體互相的向心力是由萬有引力所提供的,在通過將未知量的未知數設出,通過設出未知量可以清晰分辨出計算過程出現的問題。
二、星體運動類型題的解題要領
星體運動是物理學中綜合性較強的一個知識點,包含了開普勒定律、牛頓三大運動定律和萬有引力定律等。為了學好高中物理星體運動,學生需要對這些模塊的知識點進行熟練的掌握。在星體運動學習的過程中,不僅考察了學生對物理學相關知識的應用能力,也考察了學生對題型的理解和分析的能力。需要掌握星體運動題型中最主要的知識點,并對這些知識點進行靈活的運用,同時還需要通過不斷的練習讓我們對星體運動的解題思路更加清晰。學生要清楚的知道,星體運動過程中所需要的向心力絕大多數都是由萬有引力所提供的。這些公式看起來很復雜,但其實只要掌握其記憶的規律,就能夠很準確的記憶固定的公式。在解決星體運動部分的類型題,題海戰術是學好星體運動的一個行之有效的方法,如果學生初步掌握了星體運動的規律,并能夠對星體運動的公式進行深刻的記憶,就可以大量的做類型題來加深對學習內容的掌握和記憶。在做題的過程中,學生要有針對性的選擇類型題,不能拿到題就開始做,而是需要對題型進行有目的選擇。練題不需要多而是要精,選擇有針對性的題型才能全面掌握星體運動的規律。星體運動部分的絕大多數問題,解決的原理及方法比較單一,可以根據同一種解題的思路來分析每一種類型題。雖然不能完全適用,但星體運動的題也是萬變不離其宗的。可以在解題過程中將星體的運動近似看成勻速圓周運動,根據萬有引力提供向心力列方程,向心加速度按涉及的運動學量選擇相應的展開形式。如有解題時有需要,還可結合黃金代換式進行運算過程的簡化。在解決星體題型的過程中,要把握解決問題的關鍵,找出隱藏的已知條件,并熟悉星體的運動規律,不僅要知其然,更要知其所以然。
三、總結
我國的教育以應試教育為主。在新課程改革的影響下,對于教育模式也有了一定的改善。對于高考中的題型也主要是以鍛煉學生綜合能力為主要目的。高考的題型中,星體運動是緊跟時代發展和我國的天體運動方面成就來進行有效學習的,所以在學習星體運動的時候,要對概念和公式進行熟練和深刻的記憶,并能夠掌握運算公式,對星體運動更加的了解。在解決類型題的時候,能夠從已知問題中得到相關的隱藏信息,同時要掌握星體的運動規律,這樣才能夠更準確地解決問題。
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