高中物理知识在航空航天方面应用实例分析

纪铎

摘要：物理课程是高中教学的主要课程之一，在高中教学体系中占有十分重要的地位。随着航空航天技术的迅猛发展以及一些列新型卫星的发射，我国的航空航天产业有着越发广泛的发展前景。在航空航天领域中，物理学知识是必不可少的内容之一，对于我们高中生接触到的物理学知识来说，可以体现在航空航天领域的各个方面，使高中物理学知识更具有实用性和实践性。

关键词：高中物理；航空航天；实例分析

高中物理知识可以体现在很多航空航天技术之中，航空事业的崛起也给高考物理命题提供了很多新的方向。目前高中物理学知识与航天事业的联系主要体现在综合考察万有引力定律中，具体表现为对人造卫星的运行及变轨和天体质量及密度的计算。作为高中学生，要牢牢把握万有引力定律这方面的内容，并能够协同其他知识内容，完成航空航天方面的相关计算。

一、万有引力定律在天体运动中的综合应用

在高中物理学习中，万有引力定律是高考考察的重点内容之一，通常会结合当前航空航天产业的相关新闻来结合命题。万有引力定律与航空航天技术的结合非常紧密，往往会与圆周运动相关知识点协同起来，联合牛顿运动定律及天体运动定律等进行综合考察。这需要我们高中生对相关知识点能够熟练应用，并抓住题目考察的核心和内容，根据题目实际内容进行解题。[1]具体实例如下：

21世纪大热的具有超强导电、导热以及超高强度的石墨烯材料有着广泛的发展前景，有望建造航空航天用的超级缆绳。设想将石墨烯缆绳从地球同步轨道站放下至赤道基站中，则可以实现地球与外太空的物资交换。在这种情况下，如果太空电梯与地面之间的高度为h，求当轨道站货物质量为m1时，其相对于地心的动能。设地球半径为R，自传角速度为ω。

二、天体运动中功和能例题解析

天体运动中的功和能知识点是高考中一大重点考察内容，是物理解题过程中的常用方法之一。对于航空航天行业的天体运动来说，一般会涉及到对功和能的考察，这需要我们高中生能够熟练掌握功与能那一部分的内容，熟练把握好能与功之间的转换关系，并能够进行正确的解答。需要我们掌握能量转换以及守恒定律相关知识点，协同应用天体运动万有引力相关知识内容，进行实际物理问题的解答和计算。具体实例如下所示：

“嫦娥三号”探测器在月球表面著陆是分阶段进行的，在着陆过程中发动机起作用，首先探测器会受推力的作用在据月球表面h1处悬停，之后探测器竖直降落，在距离月球表面h2时速度为v；之后发动机关闭，探测器受重力作用下落。目前一直探测器质量m，地球月球间的质量比k2，半径比k1。求（1）探测器落到月球表面的瞬间的速度大小以及月球表面重力加速度大小；（2）“嫦娥三号”探测器在竖直降落的过程中至到达月球表面瞬间的机械能的变化[3]。

从实例中我们可以看出，高中物理学知识与航空航天技术的有机结合主要是通过万有引力定律来实现的，并结合多种知识点进行综合的全面的考察。因此，在解决航空航天类的材料问题时，需要抓住题目中所给的关键信息和相关条件，结合自身掌握的物理学知识进行有效计算。

三、结语

航空航天的相关物理学知识考察在高考中占有较大比重，对应题目比较复杂，考察知识相对比较全面。因此，这就需要我们牢牢掌握相关基础知识内容，弄清楚万有引力与重力和向心力的关系以及万有引力定律应用的环境。解答相关问题时需清楚天体运动的模型类别，注意不容模型应用的解题方法不同，注意区别一般卫星与同步卫星间的区别，掌握自转周期与公转周期内容，并牢记三个宇宙速度，在解题时找准问题的核心和切入点，正确解答相关问题。

参考文献

[1] 闫芳旭.高中物理知识在航空航天方面应用实例分析[J].教育教学，2014（07）123-125.

[2] 刘泽宇.中学物理中的航空航天问题探讨[J].学科教育，2014，（25）：101-102.

[3] 陶汉斌，楼松年.万有引力与航天高考问题探析[J].中学教学参考，2015，（09）：45-48.

[4] 2014年高考物理试题.endprint