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        利用天上的衛(wèi)星和地下的物體處理萬有引力問題

        2017-10-20 06:56:14楊新偉徐秀瑋
        數(shù)理化解題研究 2017年22期
        關(guān)鍵詞:模型

        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).

        G632

        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]

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