尤从业
近几年来,随着我国航天事业的迅猛发展,天体运动问题成为历年高考的热点问题,运用万有引力定律求解天体运动问题,是每年高考必考的内容。笔者根据多年的教学实践,对其进行了归纳整理,发现:学生对天体运动问题比较熟悉的,多为匀速圆周运动模型,不是卫星环绕地球的圆周运动,就是行星环绕太阳的圆周运动。学生容易混淆三个表示“长度”的物理量,它们是天体半径R、轨道半径r和两个天体的距离L,其实这三者,有时严格相等,有时近似相等,有时绝对不等。
R表示天体半径,即天体的几何尺寸,可用于求其体积和密度,对于“人造卫星”,只有当其飞行高度离天体表面距离远小于天体半径R时,才可以认为其圆周运动轨道半径r近似等于R,两者距离L也近似等于R,即r=L≈R,或者说,对“近地”卫星,其轨道半径和两者距离才近似等于天体半径;而对于相距很远的“同步卫星”而言,则绝对不等。
点评:解此题关键是要把式中各字母的含义弄清楚,要区分天体半径和天体圆周运动的轨道半径。
L表示两个天体中心间的距离,用于万有引力公式中,当一个天体围绕另一个天体运动时,两者距离L才和轨道半径r相等,但不等于天体半径R,若是双星问题,即两个天体都围绕其连线上的某一点转动时,决不能把两者距离L当作轨道半径r。
点评:此类题容易出现的问题是不能建立正确的运动模型,错误地认为两星之间的距离与运动半径相等,或认为A、B两星运动的轨道半径等于两星间距离的一半。
总之,通过对历年高考试题的分类分析,可使学生掌握三个“长度”,明白几个疑难问题,对提高物理教学质量有一定的帮助。
(责任编辑易志毅)