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        “人類的飛天夢想”宇宙航天在高中物理中問題的暢想

        2017-11-17 13:19:03張圣言
        未來英才 2017年21期
        關(guān)鍵詞:高中物理

        張圣言

        摘要:近幾年來,我國航天事業(yè)的飛速發(fā)展,特別是在2016年“神州十一號”的成功發(fā)射,鼓舞了一代又一代航天人.同時航空航天與萬有引力定律的有機結(jié)合,也成為了中學(xué)物理考試中的熱點話題.衛(wèi)星問題與現(xiàn)代科技結(jié)合越來越密切,與之相關(guān)的應(yīng)用型試題應(yīng)運而生,這已成為了高考中的熱點問題,同時也符合物理知識在生產(chǎn)、生活等方面廣泛應(yīng)用的高考大綱及實踐要求.

        關(guān)鍵詞:人類的飛天夢想;高中物理;宇宙航天

        自1970年我國成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”一號以來,我們的航天事業(yè)都在不斷地發(fā)展和進步中,逐漸地我們在太空有了自己的位置,保護著我們偌大的地球免受他人對我們信息的竊取。科技快速發(fā)展的時代,中國的航天事業(yè)也在突飛猛進的增長,一個個航天飛船相繼升空為探索宇宙的奧妙。每當航天飛機升空都是舉國關(guān)注的時刻,因此,在高中學(xué)習(xí)物理過程中,航天問題也被看做重點來研究[1]。

        一、現(xiàn)狀

        目前,在中國的航天事業(yè)如日中天的境況下,也為高中物理的學(xué)習(xí)增添了一個研究點,為高考提供了一個創(chuàng)新的命題。作為21世紀新一代的接班人,中學(xué)生要如何將所學(xué)的內(nèi)容運用到實際來對航天問題進行探究,這同時也是對學(xué)生創(chuàng)新力以及思維能力的一次培養(yǎng)。對于激發(fā)學(xué)生對中國航天的興趣,讓其對航天關(guān)注的同時也研究著它的問題。

        二、中國航天的發(fā)展史

        在1970年4月24號,我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星“東方紅”一號順利升空,中國實現(xiàn)了歷史性的突破。2003年10月15日,搭載著楊利偉的神舟五號飛船飛人太空,這是我國第一次將人送到太空,楊利偉成為中國航天第一人。2005年10月12號,神州六號升空,費俊龍,聶海勝成為了繼楊利偉之后的進入太空的人。2007年10月24號中國首顆探月衛(wèi)星嫦娥一號在西昌酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。之后,嫦娥2號也于2010年10月1日發(fā)射,并獲得了圓滿成功,這次發(fā)射也為下一次的月球軟著陸進行了一些鋪墊性的工作和實驗。2016年我國成功的發(fā)射了神卅I十一號并于2016年11月18日下午順利返回著陸[2]。

        三、航天中的物理問題

        1、變軌問題。在航天飛船或者衛(wèi)星從發(fā)射到升空到正常運行的過程中會有多次的軌道變遷問題。而這一問題是高中物理研究中的重點問題。從地面發(fā)射之后,一般飛船或是衛(wèi)星會進入離地球最近的軌道飛行,知道衛(wèi)星速度突然增大之后,將變軌到橢圓軌道進行圓周運動。當?shù)竭_橢圓軌道的遠地點時進行又一次變軌,使它在另一個圓上做圓周運動。在衛(wèi)星的速度下降時,則做近心運動,又回到原來的軌道進行圓周運動。

        2、運行問題。人造衛(wèi)星運行軌道的中心與地球球心重合。同步通信衛(wèi)星運行的軌道平面與赤道平面重合,與地球的自轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)方向相同,同時衛(wèi)星運行的角速度和速率也與地球相同,距地面的高度是一個恒量

        [3]。近地衛(wèi)星在地球表面做勻速圓周運動,它的軌道半徑可以近似的看作與地球半徑相等。

        3、天體問題。這一問題的研究需要考慮到萬有引力定律。在航天事業(yè)的發(fā)展中,萬有引力定律的地位變得越來越重要,而且十分明顯

        [4]。由萬有引力定律我們可以知道三個宇宙速度。第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。其中第一宇宙速度尤為重要是航天事業(yè)發(fā)展的源頭。天體的運動需要向心力,而向心力來自于天體之間的引力作用。引力作用的大小決定了天體運行的速度,周期等。高中物理題中常常出現(xiàn)讓求衛(wèi)星繞天體運行的質(zhì)量或是密度的問題。解法就是,利用問有引力等于中心力,可以求出中心天體質(zhì)量;如果已知天體的半徑,可以得到天體的平均密度;如果天體周圍的衛(wèi)星在圍繞著軌道天體的軌道運行,則其軌道半徑就可以視為等于天體的半徑,可以得到天體的密度[5]。可見,只要圍繞天體運行的衛(wèi)星運動周期求出來,就可以估計出這個中心天體的密度。

        四、結(jié)語

        高中物理的很多內(nèi)容都和航天密切聯(lián)系,學(xué)生們可以在與實際相結(jié)合的情況下來對物理問題進行研究,從而達到輕松易解的目的。這同時也體現(xiàn)著國家注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力以及理解力,將物理學(xué)的研究與航天事業(yè)相結(jié)合,學(xué)生們在學(xué)習(xí)相關(guān)知識后將理論運用到簡單的實踐之中,將復(fù)雜的問題簡單化以解決學(xué)習(xí)中的困難問題。所以需要在學(xué)習(xí)的過程中靈活多變,動手動腦把問題輕松解決。

        參考文獻

        [1] 陳昱至.小議中學(xué)物理中關(guān)于航空航天的問題[J].科技展望,2017,27(04):231.2017-08-25.

        [2] 朱宇,王芷,齊志紅.中國航天——從航天大國走向航天強國[J].科技導(dǎo)報,2007,(23):17-22.2017-08-25.

        [3] 任江帆.“人類的飛天夢想”宇宙航天在高中物理中問題的暢想[J].時代報告月刊,2012(8X):66-67.

        [4] 朱良宏.“中國人的飛天夢想”在高中物理宇宙航天學(xué)習(xí)中的暢想[J].中學(xué)生數(shù)理化:學(xué)研版,2016(12):32-33.

        [5] 李全英.應(yīng)用航天技術(shù)開展高中力學(xué)教學(xué)的實踐[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué),2014.endprint

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