萬有引力與航天在高考物理中的命題研究

潘爽+馬佳寧

摘要：高考是我國普通高等院校招生的主要途徑.認真對待高考，透徹把握各個考點至關重要.“萬有引力與航天”作為高考中的重要考點，長期保持較高的出題率.本文從最近五年試題的考情出發，分析高考數據，總結命題趨勢，為確定高考復習策略提供依據.

關鍵詞：高考物理；萬有引力與航天；命題規律

高考作為國家選拔人才的重要手段之一，具有廣泛的關注性，認真研究考點，把握考試脈搏，找到高效的備考策略是必要的.下面是對“萬有引力與航天”專題的具體分析.

一、“萬有引力與航天”考情分析

《考試說明》中，對本專題說明有五點，分別是開普勒行星運動定律、萬有引力定律、人造衛星運行、同步衛星、三個宇宙速度.以上五個知識點為基本考點，在考題中，通常又拓展出五個命題點，分別是天體質量M及密度ρ的計算、天體表面重力加速度g、人造衛星變軌問題部分物理量的定性分析（速率v、周期T、加速度a等）、衛星追及、天體運動特殊模型.下面將結合《考試說明》對近五年部分高考理綜卷命題點情況進行統計分析：

以上數據可以看出，萬有引力與航天這個專題命題率較高，通常情況下以選擇題的形式出現，少數時候可能與能量、圓周運動等知識點綜合考查，以計算題的形式出現.其中開普勒三定律、萬有引力定律需靈活運用，難度不大；地球同步衛星、天體質量M及密度ρ的計算、人造衛星的變軌問題、衛星的追及問題是熱點也是難點，另外雙星、多星模型也是熱點并有一定的難度.通過對考情的解讀，來研究高考，把握考況，才能取得更好的成績.

二、命題趨勢及啟示

1.聯系實際，題干復雜

本專題抽象性較高，需要學生有較強的空間想象力.隨著新課改實施，更加注重學生的情感態度與價值觀，所以本專題更多的結合我國航天國情，比如說以“天宮號”、“神舟號”、“嫦娥號”為背景.通常這種情況下題干比較復雜，且出題形式多樣，以“嫦娥三號”為例，它的探月過程需要“四步”，每一個步驟都是命題點，首先探測器的發射，其次地月轉移，接著繞月飛行，最后探測器著落.這就需要我們在審題過程中，化繁為簡，抓住核心考點，從容應對.例如2016年天津高考理綜，“神州十一號”與“天宮二號”對接，部分同學看到題目后無從下手，實際上就是考查人造衛星的變軌以及追及問題；2016年四川高考理綜，涉及“東方紅一號”、“東方紅二號”，看似題目復雜，實則考查地球同步衛星加速度a與軌道半徑r的關系.

2.綜合程度的提升

萬有引力與航天可以單獨考查，也可以與其它專題相結合，從而考查的更全面，難度有所提升.比如2015年全國Ⅰ卷，結合運動學基本公式（v2-v02=2ah）、機械能守恒定律、反沖運動等，并不是單一的考查某個知識點；2015年安徽高考理綜，主要考查三星系統，但解答此題時，需要三個思維起點，首先在力學上抓住萬有引力提供向心力GMmr2=ma，其次在運動學中靈活選用參量的表達式，例如線速度v=GMr，角速度ω=GMr3，周期T=2πr3GM，最后分析討論求解.綜合能力的提升，要求考生首先要立足基礎，掌握基本考點，注重知識積累與拓展，最后在技巧上突破，才能在高考中取得更優異的成績.

3.巧用數學運算

萬有引力與航天部分，對數學運算的能力要求相對較高，應選用恰當的解題方式，并在解題過程中巧妙運算，加快解題速度.針對以上問題，總結以下幾點：首先巧用“黃金代換公式”，即GM=gR2，其中M為中心天體質量，R為中心天體半徑，g為天體表面的重力加速度.“黃金代換公式”在解題中經常會用到，應該熟記于心；其次靈活運用三角函數解題；最后，面對復雜運算時，在不影響正確率的情況下，可以適當進行估算.例如2014年全國高考理綜Ⅰ卷，數目非常復雜，其中選項C為“天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半”，在代入數值后，式子變成t1t2=193（953-1）953（193-1），可估算出t1t2≈1，而題目中所給比值為一半，顯然是錯誤的.

4.靈活思維和遷移變通

萬有引力與航天該專題有較強的抽象性，在學習過程中，應該充分發揮想象，多查閱相關資料，學會舉一反三.對于常識性知識，我們可以用公式去計算，也可以直接記住.例如地球表面的重力加速度約為月球表面重力加速度的6倍，在選擇題中就可以直接運用，省去不必要的計算而節省時間.例如2015年全國高考理綜Ⅰ卷，要計算探測器在月球表面著陸前的速度大小v=2g月h，如果把g月當成已知條件，解題速度會提高.

綜上所述，在高考備考過程中需要緊扣最新考情，直擊核心考點，掌握命題趨勢.本文通過對“萬有引力與航天”專題的考情分析、命題趨勢的研究，讓考生能夠更加從容的面對高考，做到厚積薄發，心中有數.

參考文獻：

[1]閻金鐸，郭玉英中學物理教學概論（第三版）[M]北京： 高等教育出版社，2009，12

[2]胡郁斐新課改背景下我國高考理綜（物理）試卷分析研究[D]東北師范大學碩士論文，2010endprint