郭一鵬

摘 要：在高中物理知識(shí)中，比較重要的內(nèi)容之一便是萬(wàn)有引力定律，這也是高考的必考題型之一，結(jié)合例題，對(duì)萬(wàn)有引力定律在高中物理中的應(yīng)用進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：高中；物理；萬(wàn)有引力

在物理學(xué)習(xí)中，理論性的力學(xué)知識(shí)比較多，解題過(guò)程也較繁瑣，而萬(wàn)有引力定律更是需要掌握的重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題，如何了解解題技巧，對(duì)這方面的知識(shí)熟練掌握，是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)。

一、萬(wàn)有引力定律在高中物理應(yīng)用中的類型

1.發(fā)展史

雖然萬(wàn)有引力的發(fā)展與實(shí)際物理計(jì)算及其概念沒(méi)有直接的關(guān)系，但在高考中，常常會(huì)出現(xiàn)這一類的題型，此類題無(wú)特殊的技巧，學(xué)生僅需與歷史背景相結(jié)合，并重點(diǎn)記憶，其問(wèn)題通常是定律、意義及其科學(xué)家相關(guān)的萬(wàn)有引力定律知識(shí)。

2.變化的物體重力速度

在高中物理中，物體重力與引力并沒(méi)有差別，但是，隨著物體重力速度的變化，使物體與地面高度也出現(xiàn)變化，所以，大部分題型就通過(guò)設(shè)置重力、引力及其地面高度出現(xiàn)，對(duì)此類題型進(jìn)行解答的時(shí)候，要通過(guò)地面引力及其物體重力的轉(zhuǎn)換進(jìn)行解決，并通過(guò)公式進(jìn)行計(jì)算。

3.天體質(zhì)量

在物理高考知識(shí)中，天體質(zhì)量的求解也是重要的類型，天體質(zhì)量的影響因素與半徑、重力速度、運(yùn)動(dòng)周期及其軌道的半徑等方面有關(guān)，在對(duì)此類問(wèn)題進(jìn)行解答的時(shí)候，要對(duì)題目中的條件進(jìn)行明確，并對(duì)影響因素進(jìn)行分析，結(jié)合公式進(jìn)行求解。

4.衛(wèi)星高度

在物理高考知識(shí)中，衛(wèi)星高度同樣也是重要的題型，它也是體現(xiàn)了一些相關(guān)聯(lián)的因素，比如重力速度、半徑及其運(yùn)動(dòng)周期，在做此類題型時(shí)，找到題目中的已知數(shù)據(jù)，并結(jié)合公式具體進(jìn)行計(jì)算求解。

5.推導(dǎo)恒量關(guān)系式

在萬(wàn)有引力定律進(jìn)行計(jì)算過(guò)程中，還可以通過(guò)推導(dǎo)恒量關(guān)系式的方法進(jìn)行計(jì)算，這也是經(jīng)常遇到的一個(gè)題型。在對(duì)這類問(wèn)題進(jìn)行解答過(guò)程中，需把各未知數(shù)套到公式當(dāng)中，并結(jié)合各公式之間的關(guān)系，推導(dǎo)恒量關(guān)系式，并得到答案。在做此類題型時(shí)，找到題目中軌道半徑、密度、體積、半徑以及運(yùn)行周期，并對(duì)每一個(gè)公式之間的關(guān)系進(jìn)行了解，解出題目中已知條件相關(guān)的公式。

二、出現(xiàn)錯(cuò)題的原因

1.萬(wàn)有引力定律概念掌握不牢固

在對(duì)高中物理題目進(jìn)行解析的過(guò)程中，概念是重要的基礎(chǔ)，當(dāng)概念或公式上出現(xiàn)錯(cuò)誤，所得的答案必然就會(huì)錯(cuò)誤，在高中物理中，萬(wàn)有引力定律包含以下幾方面的知識(shí)，如三大宇宙速度、重力變化及其開(kāi)普勒三定律，出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因，多數(shù)是由于對(duì)這些基礎(chǔ)概念知識(shí)掌握得不牢固。

比如：通常把天文學(xué)中距離宇宙位置比較近的兩顆天體稱之為雙星，兩者結(jié)合某一點(diǎn)勻速運(yùn)動(dòng)，在以下幾項(xiàng)中，說(shuō)法正確的是

（ ）

（1）雙星勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)周期相等；

（2）雙星勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，線速相等；

（3）雙星勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，向心速相等；

（4）雙星軌道半徑和天體質(zhì)量是成正比的；

在上面這個(gè)題目中發(fā)現(xiàn)，是考查天體運(yùn)動(dòng)與質(zhì)量和物體距離的問(wèn)題，結(jié)合公式，得到質(zhì)心距離，結(jié)合公式，得到軌道半徑。在大部分天體運(yùn)動(dòng)的題目中，為了有效降低邏輯性，可以將天體運(yùn)行的軌道半徑當(dāng)作質(zhì)心距離，由于受到思維模式的作用，把運(yùn)行軌道當(dāng)質(zhì)心距離，所以選擇（4）作為答案，但是，通過(guò)計(jì)算可得，雙星軌道半徑并不等于天體質(zhì)量半徑，因此，選項(xiàng)（4）是錯(cuò)誤的。另外，根據(jù)分析可知，雙星向心速度和地球質(zhì)量是成反比，而與線速也是成反比例關(guān)系的，因此，（2）（3）也是錯(cuò)誤的，進(jìn)而得到正常答案（1）。

2.不完善的分析過(guò)程及方向

在對(duì)題目進(jìn)行解答的時(shí)候，其過(guò)程分析是非常重要的方面，靈活運(yùn)用所學(xué)到的物理知識(shí)，通過(guò)正確的思路來(lái)開(kāi)拓自己儲(chǔ)備的知識(shí)，進(jìn)而得出正確答案。若出現(xiàn)不到位的思路或者不全面的考慮，則會(huì)影響到正確答案，這是做題目的時(shí)候，經(jīng)常犯的錯(cuò)誤。因此，在對(duì)高中物理萬(wàn)有引力定律進(jìn)行解答的時(shí)候，衛(wèi)星變軌也是一項(xiàng)復(fù)雜的題目。

比如：衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，由于受到空氣阻力使運(yùn)行軌跡逐漸變小，那么衛(wèi)星受萬(wàn)有引力、線性速度、運(yùn)動(dòng)周期所產(chǎn)生的變化分別是（ ）

（1）大、小、大；

（2）小、大、小；

（3）大、大、小；

（4）小、小、大；

在對(duì)這一題目進(jìn)行解答的時(shí)候，結(jié)合公式可以得到，在衛(wèi)星進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，所受阻力會(huì)慢慢變小，而速度越來(lái)越慢的時(shí)候，其向心力會(huì)變小，并做向心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而分析出軌道的半徑變小，可心周期也會(huì)變得越來(lái)越小，而萬(wàn)有引力會(huì)出現(xiàn)變大的情況。因此，這個(gè)題目的正確答案是（3）。在對(duì)這個(gè)題目進(jìn)行解答的時(shí)候，當(dāng)對(duì)阻力計(jì)算出減小后，很有可能判斷運(yùn)動(dòng)速度，進(jìn)而出現(xiàn)錯(cuò)誤的思路，導(dǎo)致錯(cuò)誤的選擇（4）。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高中物理階段，萬(wàn)有引力定律方面的題型復(fù)雜多樣，結(jié)合常見(jiàn)錯(cuò)誤，在以后做題過(guò)程中格外注意，并結(jié)合不同類型題目認(rèn)真分析，在不斷地練習(xí)中找到正確的解題思路。

參考文獻(xiàn)：

[1]古煥標(biāo).萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用問(wèn)題歸類例析[J].物理之友，2017（3308）：33-36.

[2]劉秀珍.《萬(wàn)有引力定律》章節(jié)中易混易錯(cuò)問(wèn)題解析[J].考試周刊，2014（83）：141-142.

[3]盛學(xué)良.科學(xué)探究教育在高中物理教學(xué)中的應(yīng)用：基于“牛頓萬(wàn)有引力定律”分析[J].學(xué)周刊，2017（1）：49-50.

[4]杜志剛，高磊.淺析天體運(yùn)動(dòng)中的四個(gè)模型[J].中國(guó)校外教育，2014（1）：100.