人类的飞天梦想宇宙航天在高中物理中问题的畅想

　　摘要：近幾年来，我国航天事业的飞速发展，特别是在2016年神州十一号的成功发射，鼓舞了一代又一代航天人。同时航空航天与万有引力定律的有机结合，也成为了中学物理考试中的热点话题。卫星问题与现代科技结合越来越密切，与之相关的应用型试题应运而生，这已成为了高考中的热点问题，同时也符合物理知识在生产、生活等方面广泛应用的高考大纲及实践要求。
　　关键词：人类的飞天梦想；高中物理；宇宙航天
　　自1970年我国成功发射第一颗人造地球卫星东方红一号以来，我们的航天事业都在不断地发展和进步中，逐渐地我们在太空有了自己的位置，保护着我们偌大的地球免受他人对我们信息的窃取。科技快速发展的时代，中国的航天事业也在突飞猛进的增长，一个个航天飞船相继升空为探索宇宙的奥妙。每当航天飞机升空都是举国关注的时刻，因此，在高中学习物理过程中，航天问题也被看做重点来研究〔1〕。
　　一、现状
　　目前，在中国的航天事业如日中天的境况下，也为高中物理的学习增添了一个研究点，为高考提供了一个创新的命题。作为21世纪新一代的接班人，中学生要如何将所学的内容运用到实际来对航天问题进行探究，这同时也是对学生创新力以及思维能力的一次培养。对于激发学生对中国航天的兴趣，让其对航天关注的同时也研究着它的问题。
　　二、中国航天的发展史
　　在1970年4月24号，我国发射的第一颗人造卫星东方红一号顺利升空，中国实现了历史性的突破。2003年10月15日，搭载着杨利伟的神舟五号飞船飞人太空，这是我国第一次将人送到太空，杨利伟成为中国航天第一人。2005年10月12号，神州六号升空，费俊龙，聂海胜成为了继杨利伟之后的进入太空的人。2007年10月24号中国首颗探月卫星嫦娥一号在西昌酒泉卫星发射中心成功发射。之后，嫦娥2号也于2010年10月1日发射，并获得了圆满成功，这次发射也为下一次的月球软着陆进行了一些铺垫性的工作和实验。2016年我国成功的发射了神卅I十一号并于2016年11月18日下午顺利返回着陆〔2〕。
　　三、航天中的物理问题
　　1、变轨问题。在航天飞船或者卫星从发射到升空到正常运行的过程中会有多次的轨道变迁问题。而这一问题是高中物理研究中的重点问题。从地面发射之后，一般飞船或是卫星会进入离地球最近的轨道飞行，知道卫星速度突然增大之后，将变轨到椭圆轨道进行圆周运动。当到达椭圆轨道的远地点时进行又一次变轨，使它在另一个圆上做圆周运动。在卫星的速度下降时，则做近心运动，又回到原来的轨道进行圆周运动。
　　2、运行问题。人造卫星运行轨道的中心与地球球心重合。同步通信卫星运行的轨道平面与赤道平面重合，与地球的自转周期和自转方向相同，同时卫星运行的角速度和速率也与地球相同，距地面的高度是一个恒量
　　〔3〕。近地卫星在地球表面做匀速圆周运动，它的轨道半径可以近似的看作与地球半径相等。
　　3、天体问题。这一问题的研究需要考虑到万有引力定律。在航天事业的发展中，万有引力定律的地位变得越来越重要，而且十分明显
　　〔4〕。由万有引力定律我们可以知道三个宇宙速度。第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度。其中第一宇宙速度尤为重要是航天事业发展的源头。天体的运动需要向心力，而向心力来自于天体之间的引力作用。引力作用的大小决定了天体运行的速度，周期等。高中物理题中常常出现让求卫星绕天体运行的质量或是密度的问题。解法就是，利用问有引力等于中心力，可以求出中心天体质量；如果已知天体的半径，可以得到天体的平均密度；如果天体周围的卫星在围绕着轨道天体的轨道运行，则其轨道半径就可以视为等于天体的半径，可以得到天体的密度〔5〕。可见，只要围绕天体运行的卫星运动周期求出来，就可以估计出这个中心天体的密度。
　　四、结语
　　高中物理的很多内容都和航天密切联系，学生们可以在与实际相结合的情况下来对物理问题进行研究，从而达到轻松易解的目的。这同时也体现着国家注重培养学生创造力以及理解力，将物理学的研究与航天事业相结合，学生们在学习相关知识后将理论运用到简单的实践之中，将复杂的问题简单化以解决学习中的困难问题。所以需要在学习的过程中灵活多变，动手动脑把问题轻松解决。
　　参考文献
　　〔1〕陈昱至。小议中学物理中关于航空航天的问题〔J〕。科技展望，2017，27（04）：231。20170825。
　　〔2〕朱宇，王芷，齐志红。中国航天从航天大国走向航天强国〔J〕。科技导报，2007，（23）：1722。20170825。
　　〔3〕任江帆。人类的飞天梦想宇宙航天在高中物理中问题的畅想〔J〕。时代报告月刊，2012（8X）：6667。
　　〔4〕朱良宏。中国人的飞天梦想在高中物理宇宙航天学习中的畅想〔J〕。中学生数理化：学研版，2016（12）：3233。
　　〔5〕李全英。应用航天技术开展高中力学教学的实践〔D〕。内蒙古师范大学，2014。