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第29届物理竞赛预赛压轴题解析

2013-02-22陈红君

物理教师 2013年5期
关键词:预赛压轴中学物理

陈红君

(长春师范学院物理学院,吉林 长春 130032)

在第29届全国中学物理竞赛预赛中,压轴题是一道有关万有引力方面的问题,题目要求是用所给数据估算卫星周围的大气密度.解决此类问题的关键是要求考生能够正确的突出主要因素,忽略次要因素,即能够进行合理的估算.

难点:通过与参加竞赛的学生和指导教师交流,对空气阻力的处理是一个难点,学生往往这样考虑问题,在受力分析中如果考虑空气阻力的作用,引力方程的列法以及解法成了“疑难杂症”.那么正确的解题思路是:阻力的存在导致卫星的运转速度减小,进而使卫星运动的轨道半径减小,另外卫星做圆周运动的力是万有引力而非阻力,因为阻力的方向与万有引力的方向垂直.

解析:设1年前后卫星的速度分别为v1、v2,根据万有引力定律和牛顿定律有

式中G为万有引力恒量,M为地球质量,R1和R2分别为1年前、后卫星轨道的半径,由(1)(2)式可以推得动能的增量、势能的增量以及机械能的增量分别如下:

综上可知,ΔE<0表示在这过程中卫星的机械能是减少的.因为R1、R2非常接近,利用

总结 本文通过对上述试题的解析,意在让学生明确一个道理,要求学生应以该题所涉知识内容为基础,弄通题中内容的内涵、外延以及解题策略技巧,通过解题获得多方面的启示,巩固和扩大解题成果.进而对提高学生的解题技巧有一定的指导作用.

1 田世昆,胡卫平.物理思维论(第1版).广西:广西教育出版社.1996.

2 金彪.数理复合,三法届赛题.数理天地(高中版),2007(2).

3 郑学成.一道物理竞赛压轴题解析.中学物理教学参考,2012(1-2).

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