張圣言

摘要：近幾年來，我國(guó)航天事業(yè)的飛速發(fā)展，特別是在2016年“神州十一號(hào)”的成功發(fā)射，鼓舞了一代又一代航天人.同時(shí)航空航天與萬有引力定律的有機(jī)結(jié)合，也成為了中學(xué)物理考試中的熱點(diǎn)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(yùn)而生，這已成為了高考中的熱點(diǎn)問題，同時(shí)也符合物理知識(shí)在生產(chǎn)、生活等方面廣泛應(yīng)用的高考大綱及實(shí)踐要求.

關(guān)鍵詞：人類的飛天夢(mèng)想；高中物理；宇宙航天

自1970年我國(guó)成功發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”一號(hào)以來，我們的航天事業(yè)都在不斷地發(fā)展和進(jìn)步中，逐漸地我們?cè)谔沼辛俗约旱奈恢?，保護(hù)著我們偌大的地球免受他人對(duì)我們信息的竊取?？萍伎焖侔l(fā)展的時(shí)代，中國(guó)的航天事業(yè)也在突飛猛進(jìn)的增長(zhǎng)，一個(gè)個(gè)航天飛船相繼升空為探索宇宙的奧妙。每當(dāng)航天飛機(jī)升空都是舉國(guó)關(guān)注的時(shí)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(diǎn)來研究[1]。

一、現(xiàn)狀

目前，在中國(guó)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(gè)研究點(diǎn)，為高考提供了一個(gè)創(chuàng)新的命題。作為21世紀(jì)新一代的接班人，中學(xué)生要如何將所學(xué)的內(nèi)容運(yùn)用到實(shí)際來對(duì)航天問題進(jìn)行探究，這同時(shí)也是對(duì)學(xué)生創(chuàng)新力以及思維能力的一次培養(yǎng)。對(duì)于激發(fā)學(xué)生對(duì)中國(guó)航天的興趣，讓其對(duì)航天關(guān)注的同時(shí)也研究著它的問題。

二、中國(guó)航天的發(fā)展史

在1970年4月24號(hào)，我國(guó)發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星“東方紅”一號(hào)順利升空，中國(guó)實(shí)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(hào)飛船飛人太空，這是我國(guó)第一次將人送到太空，楊利偉成為中國(guó)航天第一人。2005年10月12號(hào)，神州六號(hào)升空，費(fèi)俊龍，聶海勝成為了繼楊利偉之后的進(jìn)入太空的人。2007年10月24號(hào)中國(guó)首顆探月衛(wèi)星嫦娥一號(hào)在西昌酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。之后，嫦娥2號(hào)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(jìn)行了一些鋪墊性的工作和實(shí)驗(yàn)。2016年我國(guó)成功的發(fā)射了神卅I十一號(hào)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(yùn)行的過程中會(huì)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(diǎn)問題。從地面發(fā)射之后，一般飛船或是衛(wèi)星會(huì)進(jìn)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(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)竭_(dá)橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)進(jìn)行又一次變軌，使它在另一個(gè)圓上做圓周運(yùn)動(dòng)。在衛(wèi)星的速度下降時(shí)，則做近心運(yùn)動(dòng)，又回到原來的軌道進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。

2、運(yùn)行問題。人造衛(wèi)星運(yùn)行軌道的中心與地球球心重合。同步通信衛(wèi)星運(yùn)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(shí)衛(wèi)星運(yùn)行的角速度和速率也與地球相同，距地面的高度是一個(gè)恒量

[3]。近地衛(wèi)星在地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(gè)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(yùn)動(dòng)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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]?？梢?，只要圍繞天體運(yùn)行的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期求出來，就可以估計(jì)出這個(gè)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(shí)際相結(jié)合的情況下來對(duì)物理問題進(jìn)行研究，從而達(dá)到輕松易解的目的。這同時(shí)也體現(xiàn)著國(guó)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?cè)趯W(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)后將理論運(yùn)用到簡(jiǎn)單的實(shí)踐之中，將復(fù)雜的問題簡(jiǎn)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(dòng)手動(dòng)腦把問題輕松解決。

參考文獻(xiàn)

[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(guó)航天——從航天大國(guó)走向航天強(qiáng)國(guó)[J].科技導(dǎo)報(bào)，2007，（23）：17-22.2017-08-25.

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

[4] 朱良宏.“中國(guó)人的飛天夢(mèng)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(shí)踐[D].內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2014.endprint