浅谈高中物理天体运动问题的解题策略

黄万贵

摘 要：在高中物理之中，天体运动有关内容属于一项重要内容，而且万有引力这一定律和天体问题乃是高考物理每年必考的一项内容。尤其是最近几年我国在航天事业方面实现了迅猛发展，出现很多天体运动有关问题。然而，很多高中生对于天体运动这一物理模型依然缺少感性以及理性认识，进而在天体运动这类问题当中失分率较高。对于此，本文旨在对高中物理当中天体运动这类问题的具体解题策略展开探究，希望能对高中生解题所有帮助。

关键词：高中物理;天体运动;解题策略

前言：最近几年，高考物理对于天体运动这类问题进行考查期间不断改变角度，同时和当代最前沿的一些科学成果进行结合，逐渐推陈出新。对于这种变化，物理教师需结合高中生实际把天体运动这类问题加以简单分类，这样便于高中生对解题规律加以掌握，同时还能让考生对所学知识加以灵猴运用，克服解题期间的盲目性。

一、卫星与行星轨道的运动问题

行星与卫星在轨道之上的运动乃是动力学、运动学以及万有引力这一定律结合考查的一个经典问题。高中生在对此类问题加以解答之时，需要了解万有引力乃是行星与卫星在轨道之上进行近似的圆周运动期间的向心力，并且根据向心力具体公式，对公式当中v、ω、T的关系加以灵活运用。

例如，火星存在兩颗卫星，即火卫一与火卫二，其运行轨道近似于圆。现知道火卫一周期是7时39分，而火卫二周期是30时18分，问两颗卫星进行比较.

A、火卫一距离火星表面比较近

B、火卫一运动速度比较大

C、火卫二角速度比较大

D、火卫二向心加速度比较大

此题答案为A与B.

再如，美联社在2002年报道称，天文学家在现有的太阳系9大行星以外，有发现一颗小于地球的新行星，同时测得这颗行星围绕太阳进行公转周期是288年。如果将其与地球围绕着太阳进行公转轨道看成是一个圆，则新行星和太阳间的距离大约为地球和太阳间距离的几倍？

解：假设地球质量是m0，太阳质量是M，绕太阳进行公转的周期是T0，和太阳距离是R0，公转的角速度是ω0;而新行星质量是m，围绕太阳进行公转的周期是T，和太阳距离是R，公转的角速度是ω，按照万有引力这一定律与向心力的公式，可以得到：

通过上述例题能够看到，应用以及推导结果全为课本练习所得重要结论，体现出高考物理是把基础能力的考查当作立足点的。

二、天体运动的综合问题

此类问题情境新颖，考生很容易受到干扰。考生对此类问题加以解答之时，按照万有引力这一定律可以对天体所受重力的加速度加以计算，这是解题关键所在。因为只有将重力加速度求出来，才可与动力学、运动学这些知识进行联系。

例如，当勇气号探测器在火星着陆最后时刻，着陆器落于火星表面之上，之后经过很多次的弹跳最终停了下来。如果着陆器首次落于火星表面反弹以后，达到最高点时的高度是h，此时速度方向为水平的，大小是v0，计算其第二次落于火星表面之时速度大小，在计算期间可以忽略大气阻力。先知道火星一卫星圆轨道半径是r，周期是T。而且火星可以看成是半径是r0均匀球体。

三、地球的同步卫星问题

地球具有的同步微信因为与人类的现代生活存在着紧密关联，所以此类问题乃是高考物理的一个考查热点。考生在对此类问题加以解答之时，需要了解地球的同步卫星具有的五个特征，即周期、轨道平面、运行高度、运行速度以及在轨道之上所在位置确定。

例如，某颗地球的同步卫星的正下方一名地球表面的观察者用望远镜看到了被太阳光反射照亮的这个卫星，问春分当天，在日落的12小时之内观察者有多少时间无法看到这颗卫星？现知道地球半径是R，重力加速度是g，自转周期是T，忽略大气对太阳光的折射。

结论：综上可知，天体运动乃是高考物理每年必考的一项内容，而且对应分值较高，高中生若想在高考当中取得较好成绩，需要对天体运动这类问题的解题方法以及解题技巧加以掌握，这样才可对天体运动这类问题加以快速、准确解答。教学期间，物理教师可将天体运动具体分成四大类，即卫星与行星轨道的运动问题、天体运动的综合问题、地球的同步卫星问题。针对以上三类问题，物理教师需帮助考生对相应的解题方法和技巧加以掌握，进而提升考生的解题能力。

参考文献

[1]张景嘉.高中物理知识在航空领域的应用[J].数字通信世界，2019（01）：224.

[2]许桂清.从一份调查反思高中生对科学研究思想与方法的认识——以高中物理天体运动内容为例[J].物理教学探讨，2016，34（04）：70-73+77.

[3]叶兵.高中物理中科学史内容的有效教学策略——以“天体运动”为例[J].物理教学，2015，37（12）：22-24.