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在卫星飞行的典型习题中拓展知识

发布时间:2014-06-13 09:22:00  

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

在卫星飞行的典型习题中拓展知识

作者:沈建清

来源:《中学物理·高中》2013年第05期

航天技术、人造地球卫星是现代科技发展的重要领域,江苏高考试卷每年都会有一个选择题对“万有引力定律与航天”这个知识点进行考查.2012年江苏高考第8小题研究的是“嫦娥二号”环绕“日地拉格朗日点”运行,立意新颖,简单灵活,试题注重理论联系实际,重视物理知识的实际应用.卫星的运行与变轨是天体运动的核心,高三的复习中通过一些典型习题的变化,让学生在问题情境中体会琢磨,能更有效地巩固知识学会迁移.复习时适时补充卫星发射、运行、回收的知识,让学生了解物理学在技术上的应用,使习题的教学锦上添花,提升学生的科学素养,提升习题教学的品味.

1天体在圆轨道上运行各运动参量间的关系及变化

用来复习基本的概念和规律.

根据万有引力知识,可以发射人造地球卫星,人造地球卫星的种类繁多,有侦察卫星、气象卫星、通讯卫星、导航卫星、拦截卫星等,了解一下人造卫星的运行轨道.

例题2可以发射这样一颗人造地球卫星(如图1)

A.与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆

B.与地球表面上某一经度线决定的圆是共面同心圆

C.与地球表面上赤道线是共面同心圆,而且卫星相对地球表面是静止的

D.与地球表面上赤道线是共面同心圆,而且卫星相对地球表面是运动的

分析与解因为万有引力提供圆周运动的向心力,所以地球卫星的旋转中心必定是地心,如图2所示,故A错, 2、3、4表示的卫星轨道是可能的,2是极地轨道,4是赤道轨道;卫星轨道所在平面不随地球自转,而地球的经度线是随地球转动的,故B错;卫星的轨道受人为控制,C、D均可行,C是同步卫星,D不是同步卫星,“同步”意味相对赤道静止,与地球自转同步调,但与地球自转周期相等的卫星不一定是同步卫星.

在典型题的基础上适当变化,分析人造地球卫星在圆轨道上运行时各个物理量间的关系及变化,再度激活学生的思维,促进学生深入思考和探究.

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