高中物理天体运动问题的解题策略

吴晓轩

【摘 要】 利用万有引力定律分析天体运动问题是高中物理学习的重点内容，基于此，本文主要分析高中物理天体运动问题的解题策略，首先研究天体运动的本质，接着从天体的质量和密度，天体机械系统的能量转化，双星运动的角速度三个方面展开研究，希望能为关注此话题的研究学者提供参考意见。

【关键词】 高中物理；天体运动；角速度；解题策略

定律的形成、学问的形成、研究成果的形成，必将经历一段艰难的探索过程，所以人类必须具有坚定的科学信念。航天技术的进步是时代发展的重要标志，该话题不断升温，所以在高考中天体问题一直占据稳定的比例，在近几年的考卷中，天体问题逐渐深入，题型不断变化，学生如何准确把握题干，如何正确解答问题，成为教育工作者研究的重点。

一、认清一个本质

在运动中存在着的运动状态是有因果关系的，这个道理我们从运动学理论和牛顿力学理论就可以得出。物体受到内在因素和外在因素的影响发生位移。内在因素包括的内容是物体的初始位移、初始速度、物体自身质量，外因包括物体受力的大小、物体的受力时间。物体受到外因和内因的影响产生的运动状态便是结果，表现为发生位移、速度发生变化、加速度发生变化。而天体运动是一种具体的运动形式，必然遵循运动的因果关系，此时天体作为运动物体，万有引力作为外在影响因素，是起主导作用的外在作用力，在解题过程中要认清天体的位移变化、天体的运行速度变化受到天体质量、初始位移、受力大小方向、受力时间的影响，这些因素共同决定天体的运动状态的变化。

二、天体的质量和密度

在计算天体的质量和密度时要依靠万有引力，物体在天体的表面会受到该天体的重力作用，或者是分析物体沿着天体表面的运动情形，通过分析物体与天体之间的重力作用，得出天体的质量，然后在通过天体的质量与天体半径大小情况，计算出天体的密度。

三、能量转化

天体的运动涉及到能量的转化，在分析能量转化时将卫星和地球看做是独立的系统，将万有引力定性为保守作用力形式，在计算的理论中，将无穷远处视为能量起点，也就是整个系统的零势能点，计算卫星在与地球的距离为r的位置上势能的大小。

四、双星运动

在双星运动问题上，是将宇宙中靠得比较近的两颗恒星称为双星，在双星系统中，由于二者距離其他天体较远，所以二者之外的万有引力忽略不计，因此在二者的相互作用下，运动的间距能够保持不变，各自沿着不同的半径做匀速圆周运动，在双星运动的过程中，它们运动轨迹的圆心相同，始终与圆心共线，也就是说在相同的时间内，二者转过的角度是相同的，所以在双星系统中，二者的角速度是相同的，不同的是运动的半径。

总结：在物理学的发展史中，伟人牛顿发现万有引力定律以前，东方和西方人始终将天与地区分开来，但是没有一项研究能够说明天上和地下物体的运动遵守着相同的规律。牛顿将天上和地下的运动特点的力学作用归结为重力，建立严格的力学理论体系，解答了人们的疑惑，相信随着科技的发展，人们会见识到更广阔的宇宙力学魅力。

【参考文献】

[1] 马文龙. 可变质量的天体运动问题[D]. 山东大学，2015.