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〔关键词〕 高考试题;特点;问题;反思
〔中图分类号〕 G633.7〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463(2009)
04(A)—0052—01
题目:我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行,为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球,设地球和月球的质量分别为M和m,地球和月球的半径分别为R和R1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1,月球绕地球转动的周期为T。假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响)。
解:如图示,“嫦娥一号”运行到地球在月球背面所形成的本影区时,所发出的信号地球上将收不到,只要找出图中卫星转过的圆心角α,就可算出接受不到的信号时间t。
根据几何关系:
1. 物理方面。(1)图形难画,知识的迁移能力不够,上面的图形很显然是“嫦娥一号”处于地球在月球背面形成的本影区内,正是月食、日食原理的迁移运用。算遮挡住的时间正如我们在有界磁场中计算带电微粒旋转出磁场区域的时间一样。如能将在磁场中的匀速圆周运动问题的解决方法迁移至引力场中,该问题便迎刃而解,我们在以后的教学中要善于比较,归纳总结,寻找各种运动间的异同点。(2)围绕运转关系复杂,相关量多,容易混淆。围绕关系有月绕地,“嫦娥一号”又绕月。相应的量有月球、地球自身的半径,有月球绕地球的轨道半径、周期和“嫦娥一号”又绕月球的轨道半径,还有地球、月球各自的质量。这么多的量极易出乱。我们需要对相关条件进行分类归纳,哪些量是针对地球的,哪些量是针对月球的,哪些量是针对“嫦娥一号”的,利用哪些关系式,可将它们联系起来,能算出什么,还需要什么,我们需要将一个复杂问题化分成几个简单的基础问题,逐个解决,最后再综合起来解答。
2. 数学方面。几何关系复杂,涉及圆的公切线、角的计算、反三角函数的应用。
二、反思
1. 注重知识迁移能力的提高,学会换位思考。中学教材中,特别注意的类比点有:(1)地面上物体的圆周运动,天体之间的相互围绕圆周运动,电场中带电微粒的圆周运动,以及磁场中运动电荷的圆周运动的比较。(2)宏观小球间的碰撞与微粒间碰撞中能量的转化的比较。(3)发生在地球表面上的抛体运动,其他星球表面上的抛体运动,匀强电场中带电微粒的“抛体”运动之间的异同比较等。
2. 注重物理与数学的有机结合,找到共鸣点。(1)圆的切线表示的临界计算,可以解决日食、月食的形成机理,寻找日全食、偏食、环食的形成区域,可以解决带电粒子在磁场中做圆周运动的边界问题。(2)利用等差数列处理纸带问题。对于匀变速直线运动,连续相等的时间间隔点的速度成等差数列,连续相等的时间间隔内走过的位移也成等差数列,其公差可用来计算加速度。(3)等比数列在原子核衰变中的应用。(4)正余弦函数在简谐振动和简谐波上的应用。在物理教学中要挖掘各科目之间的知识共鸣点,对提高学生的综合能力和科学素养起到事半功倍的作用。
〔中图分类号〕 G633.7〔文献标识码〕 C
〔文章编号〕 1004—0463(2009)
04(A)—0052—01
题目:我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行,为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球,设地球和月球的质量分别为M和m,地球和月球的半径分别为R和R1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1,月球绕地球转动的周期为T。假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响)。
解:如图示,“嫦娥一号”运行到地球在月球背面所形成的本影区时,所发出的信号地球上将收不到,只要找出图中卫星转过的圆心角α,就可算出接受不到的信号时间t。
根据几何关系:
1. 物理方面。(1)图形难画,知识的迁移能力不够,上面的图形很显然是“嫦娥一号”处于地球在月球背面形成的本影区内,正是月食、日食原理的迁移运用。算遮挡住的时间正如我们在有界磁场中计算带电微粒旋转出磁场区域的时间一样。如能将在磁场中的匀速圆周运动问题的解决方法迁移至引力场中,该问题便迎刃而解,我们在以后的教学中要善于比较,归纳总结,寻找各种运动间的异同点。(2)围绕运转关系复杂,相关量多,容易混淆。围绕关系有月绕地,“嫦娥一号”又绕月。相应的量有月球、地球自身的半径,有月球绕地球的轨道半径、周期和“嫦娥一号”又绕月球的轨道半径,还有地球、月球各自的质量。这么多的量极易出乱。我们需要对相关条件进行分类归纳,哪些量是针对地球的,哪些量是针对月球的,哪些量是针对“嫦娥一号”的,利用哪些关系式,可将它们联系起来,能算出什么,还需要什么,我们需要将一个复杂问题化分成几个简单的基础问题,逐个解决,最后再综合起来解答。
2. 数学方面。几何关系复杂,涉及圆的公切线、角的计算、反三角函数的应用。
二、反思
1. 注重知识迁移能力的提高,学会换位思考。中学教材中,特别注意的类比点有:(1)地面上物体的圆周运动,天体之间的相互围绕圆周运动,电场中带电微粒的圆周运动,以及磁场中运动电荷的圆周运动的比较。(2)宏观小球间的碰撞与微粒间碰撞中能量的转化的比较。(3)发生在地球表面上的抛体运动,其他星球表面上的抛体运动,匀强电场中带电微粒的“抛体”运动之间的异同比较等。
2. 注重物理与数学的有机结合,找到共鸣点。(1)圆的切线表示的临界计算,可以解决日食、月食的形成机理,寻找日全食、偏食、环食的形成区域,可以解决带电粒子在磁场中做圆周运动的边界问题。(2)利用等差数列处理纸带问题。对于匀变速直线运动,连续相等的时间间隔点的速度成等差数列,连续相等的时间间隔内走过的位移也成等差数列,其公差可用来计算加速度。(3)等比数列在原子核衰变中的应用。(4)正余弦函数在简谐振动和简谐波上的应用。在物理教学中要挖掘各科目之间的知识共鸣点,对提高学生的综合能力和科学素养起到事半功倍的作用。