运用万有引力定律处理卫星问题的通式及思考
2012-07-24杨小林
物理教师 2012年2期
关键词:质量
杨小林
(深圳第二实验学校,广东 深圳 518021)
新课改《物理课程标准》将“万有引力定律”安排在必修2模块中,依据《物理课程标准》审定的不同教材关于这部分的设计各有不同,除了江苏版的设置只有两节外,其他5个版本教材都设置了3节或更多,其中人教版的达6节.从高考的考试大纲来看,以2011年广东为例,万有引力定律及其应用和环绕速度都是Ⅱ级要求(即对所列知识要理解其确切的含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用.与课程标准中的“理解”和“应用”相当.)从历年高考来看,这部分也是必考内容.
从教学后的反馈看,多数学生认为该章比抛体运动或圆周运动难学,知识点、规律、公式、概念多,如开普勒三大定律、万有引力定律、宇宙速度、卫星的运行速度与发射速度、卫星的角速度、加速度、周期、能量、近地卫星与同步卫星,向心加速度与重力加速度的关系、卫星变轨问题、天体质量与密度的估算等等,公式、符号多,运算繁杂.其实这么多内容,都可以用一串连等式来归纳概括,公式如下:

具体分析如下:
(1)首先开普勒三大定律中考得最多的第三定律就藏在(1)式中:开普勒第三定律表达式为为行星椭圆轨道半长轴,T为行星公转周期,k为常量)由于椭圆轨道与圆十分接近,中学阶段认为a=r,由(1)式中推出,这样我们还知道影响这个常量的因素是M(即太阳质量),这个结论也可以推广到地球及其……
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