摘 要：随着科技的发展，我国的航天事业也随之蓬勃发展，尤其是“神舟十一号”的成功发射，进一步激励了一代又一代的航天人员。与此同时，航天航空与万有引力定律有机结合的问题也出现在了中学的物理考试中，卫星与现代科技的紧密结合，与之相关的问题都孕育而生，這已经成为高考中的热点问题，符合物理知识在生活、生产方面的运用，也是考试大纲与实践的要求。

关键词：中学物理；航天航空；问题阐释

中国航天事业的飞速发展给我们高考中的物理命题提供了素材。中学生如何理解理论与实践的有机结合，将学过的知识运用到物理实践当中去，这对于学生想象能力的培养以及综合调用知识来解决实际问题有很大的益处。除此之外，也可以激发学生探究天体的兴趣，对于中学生的未来职业发展有着非常重要的意义。

1 我国航空航天事业的发展历程

在20世纪70年代，我国的第一颗人造卫星“东方红”发射成功，这对于我国来说具有里程碑的意义，实现历史性的突破。十一世纪初期，杨利伟搭载的神舟五号飞船进入太空，中国第一次实现了载人航天飞船的成功发射，杨利伟成为我国航天的第一人。紧随杨利伟之后的费俊龙、聂海胜也进入太空，神舟六号的发射成功标志着我国航天事业获得了重大的突破。2007年的中国首颗探月卫星——嫦娥一号，在酒泉卫星发射基地发射成功，这次发射成功为下一次的月球软着陆做了一些铺垫性的工作。2016年我国相继发射了神州十一号飞船，同年安全返回。近年来我国航天事业一次次的突破，使得我们的航天人积累了大量的实践经验。

2 中学物理中比较常见的航空航天问题

2.1 航天飞行器的变轨问题

卫星或者是飞船从地面发射，第一步是发射后进入离地球最近的轨道做圆周运动，随着卫星的速度突然增大，重力难以提供充足的向心力，卫星就会在原来的轨道上做离心运动，其次在椭圆轨道上运行，最后在离椭圆轨道的远处时再实现变轨，使得其在另一个圆上做圆周运动，这时卫星运行轨道的半径大致是椭圆轨道的半轴长，如果卫星的速度突然下降，那么卫星就会做近心运动，最后回到原来的轨道[1]。

例如：“神舟十一号”飞船在2016年顺利返回地球，在完成任务之后飞船在返途的过程中要在P点从圆轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q是轨道Ⅱ上的一点，关于“神舟十一号”运动中涉及的物理问题是（飞船在轨道Ⅱ上经过Q的速度大于经过P得速度）。如图1所示：

2.2 人造地球卫星运行过程中参量问题的探讨

地球的球心与人造卫星运行轨道的中心关系。同步卫星的运行轨道平面和赤道的平面相重合，并且和地球的自转方向自转周期是相同的，距离地面的高度大致是一个恒量。卫星在地球的表面做圆周运动，其轨道的半径与地球的半径近乎相等。可用以下的测试题来求证：“北斗”卫星的导航定位系统是由地球的静止轨道卫星（同步的卫星）、倾斜同步的卫星、中轨道卫星而组成。当地球的静止轨道卫星与中轨道都在圆轨道上运行，那么距离地面的高度大约是地球半径的3.4倍，由此得出的结论是（静止轨道卫星的周期大约是中轨道卫星的2倍）

2.3 卫星绕着天体的密度以及质量的问题

对于天体运动的问题，解决的基本思路是天体运动的向心力源自于天体之间的引力。从天体表面的引力加速度和天体之间的半径关系中，便可得出天体的质量和密度；也可以通过观察天体四周的卫星周期以及轨道的半径。从中可以知道：万有引力等于中心力，便可求出中心天体的质量；天体的半径如果也知道则可以求出天体的平均密度；若是天体周围的卫星绕着轨道天体的轨道运行，那么其轨道的半径大致就是天体的半径，从而可以知道天体的密度[2]。由此可见，围绕天体运行的卫星运动周期为已知条件，中心天体的密度也将被求出来。以下是历年来较为常见的测试题来阐释此观点：

2013年航天飞行器“嫦娥三号”探月成功，顺利返回并且带回了探测器，在月球上一系列的人类活动通过实验得以实现并取得重大的突破，在这之后还在月球上进行了对月球表面地质和地貌的监测，以及地质构造成分的个中探测活动。其中，若是“嫦娥三号”围绕着月球做匀速的圆周运动，设运动的周期为T，运行轨道的半径为R，万有引力的常量是G。根据以上的物理量可以得出的结论是：可求得月球的密度。

3 结语

中学在测试这一方面的内容基本上与当前的航空航天联系在一起，这体现了学校注重学生能力与科学素养的培养，对实事和理论相结合的特点以及要求，在物理学的研究方面需要学生将自己学过的知识进行思维加工。物理学科的思维分析能力要求较高，具有其自身的特点与复杂性，因此，中学生在学习的过程中要静下心，把各个知识点逐个击破吃透，并且理解其中的内在联系，必要时可做实验来验证结果，做到活学活用才能在物理学中找到乐趣。本文主要针对实际的高中物理学习过程中，与航空航天问题有关的内容进行了简单分析，以期具有一定的参考价值。

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，（4）：231.

[2]马瑞峰.牛顿第二定律的核心价值剖析[J].黑龙江科技信息，2017，（2）：72.

（作者单位：黑龙江省牡丹江市第一高级中学）