航空航天發(fā)展及常見問題

時(shí)間:2022-06-12 10:36:36

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航空航天發(fā)展及常見問題

我國高考命題,歷來是根據(jù)實(shí)時(shí)、熱事居多,其在考驗(yàn)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的理解同時(shí),還在考驗(yàn)著學(xué)生是否關(guān)注國家大事。而近幾年中國航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展,就給高考中的命題提供了大量的可使用材料。這在考驗(yàn)學(xué)生綜合性物理知識(shí)的同時(shí),也在激發(fā)我們學(xué)生自身對(duì)航天航空的興趣,這對(duì)于國家航天航空事業(yè)今后發(fā)展有著非常重要的意義。

1我國航空航天事業(yè)的發(fā)展過程

在上世紀(jì)七十年代,我國經(jīng)過多年的思索與實(shí)踐終于造就了第一課人造衛(wèi)星“東方紅”號(hào),這對(duì)于我國航天航空發(fā)展有著里程碑的意義,實(shí)現(xiàn)了歷史革命性的發(fā)展。時(shí)至而是以實(shí)際,航天英雄楊利偉打在的神舟五號(hào)進(jìn)入了太空,這個(gè)事情也象征著中國載人航天技術(shù)的重點(diǎn)突破。在這之后,費(fèi)俊龍、聶海勝也乘坐這神舟六號(hào)也相繼進(jìn)入太空,這也標(biāo)志著中國航天航空技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了世界一線層次。在之后的幾年力,我國也相繼發(fā)射了不同種類的不同工作性質(zhì)的飛船,這給我國航天航空的視野發(fā)展積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

2高中習(xí)題中較為常見的航空航天問題

隨著航空航天事業(yè)的發(fā)展,高中生的習(xí)題練習(xí)上也出現(xiàn)了不少相關(guān)的習(xí)題。就從物理的角度來說,其比較典型的問題就是航天飛行器的變軌問題、人造地球衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的參量問題、衛(wèi)星所繞著天體的質(zhì)量與密度問題。這些問題通常都會(huì)與我國當(dāng)前航空航天的事情有著較為緊密的聯(lián)系。2.1航天飛行器的變軌問題。這個(gè)問題是結(jié)合是飛船在地面發(fā)射之后,進(jìn)入地球最近的軌道做圓周運(yùn)動(dòng),通過運(yùn)動(dòng)的加速,當(dāng)?shù)酱笠欢ń泳€后,重力難以提供充足的向心力,衛(wèi)星或是飛船就會(huì)在這個(gè)距離地球最近的軌道上做李欣運(yùn)動(dòng)。其次,在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng),最后在離橢圓軌道的遠(yuǎn)處時(shí)在實(shí)現(xiàn)變軌,使得其在另一個(gè)圓上做圓周運(yùn)動(dòng),這時(shí)衛(wèi)星運(yùn)行軌道的半徑大致是橢圓軌道的半軸長,如果衛(wèi)星的速度突然下降,那么衛(wèi)星就會(huì)做近心運(yùn)動(dòng),最后回到原來的軌道。比如說,在這道物理體重,就涉及了航天飛行器的邊柜問題。神舟十一號(hào)飛船在2016年順利返回地球。在這個(gè)過程中,飛船需要在Q點(diǎn),從圓軌道1進(jìn)入到軌道2,P是軌道2上的一點(diǎn)。這個(gè)問題就需要考驗(yàn)我們高中生對(duì)航天飛行器的變軌運(yùn)動(dòng)有一定的了解,在明確其原理的同時(shí),才能夠更好的理解這項(xiàng)問題。2.2人造地球衛(wèi)星運(yùn)行過程中參量問題的探討。這個(gè)問題,是考驗(yàn)高中生對(duì)于地球球心與人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道中心關(guān)系的理解。這個(gè)問題都是建立在以下原理上的。即同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡其實(shí)與赤道的平面相重疊的,同時(shí)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)軌跡是和地球的自傳方向、周期是同樣的。人造衛(wèi)星與地球的高度,是出于一個(gè)恒值的,同時(shí)它們?cè)诘厍虮砻媸沁M(jìn)行圓周性運(yùn)動(dòng),且半徑幾乎相同。比如說在這道題目中,“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)來自三個(gè)衛(wèi)星。他們分別是地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)、軌道衛(wèi)星、傾斜同步衛(wèi)星。當(dāng)?shù)厍虻撵o止軌道衛(wèi)星與中軌道都在圓軌道上運(yùn)行,那么距離地面的高度大約是地球半徑的3.3倍,由此得出的結(jié)論是(靜止軌道衛(wèi)星的周期大約是中軌道衛(wèi)星的2倍)這道題的關(guān)鍵點(diǎn)就是關(guān)于靜止軌道、中軌道、圓規(guī)到的相互作用。2.3衛(wèi)星繞著天體的密度以及質(zhì)量的問題。在這個(gè)問題的解決中,高中生應(yīng)當(dāng)注意天體問題的基本思路,即天體運(yùn)動(dòng)的向心力是由天體之間的引力吸引而來的。天體的質(zhì)量和密度可以從天體的重力加速度和天體的半徑關(guān)系中獲得,同時(shí)還可以看一下圍繞物體的衛(wèi)星周期和軌道的半徑。通過這些因素,就讓沒問能夠知曉引力等于中心力,同時(shí)還可以得到中心物體的質(zhì)量。此外在知道物體的半徑的基礎(chǔ)上,就能算出物體的平均密度;如果圍繞該物體的衛(wèi)星圍繞軌道運(yùn)行,其軌道半徑大致為天體的半徑。由此可見,圍繞天體的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期是已知的,中心物體的密度將得到解決。比如說在這個(gè)例題中,我們就可以使用這項(xiàng)知識(shí)。嫦娥三號(hào)探月成功,在返程的過程中還攜帶著相關(guān)的探測儀器。在這儀器中記錄了非常多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),比如說產(chǎn)額三號(hào)圍繞月球所桌的圓周運(yùn)動(dòng)的周期時(shí)間T,其運(yùn)動(dòng)軌道的相關(guān)半徑測試r,同時(shí)還有相關(guān)的萬有引力定值G,根據(jù)這些信息就能夠求得月球的密度。

3結(jié)語

總的來說,針對(duì)航空航天問題進(jìn)行探討,其不僅是我了發(fā)展我們高中生對(duì)物理知識(shí)的深入分析,其更是為了讓我們能夠從更加具體的角度看待航空航天問題,這也是為了以后培養(yǎng)更好航空航天現(xiàn)代化人才所做出的重要貢獻(xiàn)之一。

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作者:王博文 單位:山東省平度市第九中學(xué)