卫星问题的教学

在有关人造卫星的教学问题中,总会遇到不少麻烦,特别是随着高中教育的逐步普及,现在有很多学生反映人造卫星的问题难懂.人造卫星的问题究竟“难”在哪里?有什么好的方法能帮助学生突破这一知识难关呢?

一、学生学习人造卫星问题的困难在哪里

人造卫星问题之所以难学,原因主要有以下几点：

1.人造卫星问题本身就是属于比较复杂的圆周运动类问题,

学生对教材第二章的圆周运动问题把握不好,主要是对物体做圆周运动的条件认识不清,不能很好地理解物体的圆周运动的

“供”“需”关系,致使其看到圆周运动类问题就怕.

2.卫星运动的向心力由万有引力提供,万有引力定律的公式包含的字母很多,而且很多时候又近似地把重力看成万有引力,加上常用的向心力公式的形式又有三种,这就使得解决这类问题可能组合的方程达到7种以上的可能性.

3.卫星运动问题比较抽象,学生对卫星运动缺乏感性认识.

二、如何帮助学生克服学习这一知识的困难

笔者在这一内容的教学工作中,主要做了以下几方面的工

作,使学生在学习这一知识上有了比较大的突破：

1.创设情境,通过看得到的圆周运动的分析,为卫星运动问题的学习做铺垫

课堂上,通过“水流星”实验,演示小桶和水做圆周运动的情形,引导学生分析下面三个问题：

（1）为了保证水不会流出来,我们必须提供什么条件?

（2）如果我们把拉绳子的手松开,会出现什么现象?

（3）如果我们让水和水桶的速度增大或让它们做轨迹半径更大的圆周运动,可能会出现什么情况?

学生通过分析这三个问题,得出几点结论,一是为了让水不流出来,必须保证水桶和水的速度足够大（这为讲解卫星环绕速度和第一宇宙速度做了铺垫）；二是没有了手的拉力,桶和水不可能再做圆周运动（这使学生对物体做圆周运动的向心力条件有了比较深刻的认识）；三是如果桶和水的速度大了或者运动轨道半径增加了,可能会导致绳子被拉断（这为学生学习卫星的发射问题提供了模型）.

2.借助多媒体课件,模拟卫星运行情况,增加学生的感性认识

通过卫星运动的模拟演示,使学生清晰地看到了不同轨道上的“卫星”绕地球做“环绕运动”的情形.并引导学生观察,不同轨道上的卫星的运行情况有什么不同?（引导学生观察得出,高轨卫星慢,低轨卫星快的结论,为日后学生分析不同轨道上的卫星运动快慢提供了感性认识）

3.通过类比,引导学生找出卫星做圆周运动的向心力条件

将卫星的运动与“水流星”的运动对比,让学生找到卫星做圆周运动所需的向心力来源.学生通过分析,能确定万有引力提供了向心力.这就使卫星的运动方程有了着落.

4.强记万有引力定律

要求学生写出万有引力定律公式F等于G,并清晰地讲出公式中各字母的含义.

通过以上几点措施,学生对卫星问题有了比较清楚的认识,

由于既有了感性认识又有了理性认识,不同层次的学生对这一问题都有了较深刻的认识,学生在解题中也基本掌握了先定性分

析,有必要时再进行定量计算的解题步骤,比较有效地提高了这一内容的学习效果.

（作者单位 江苏省阜宁县东沟中学）

誗编辑 王振德