2023.12.6
2023年6月-9月,我撰寫了《給中學師生學習數學教學學習建議》一書,于頭條文章合輯發表;同年4月-10月,名為“物理可以這樣學”的網友撰寫了《高中數學-化學也可以這樣學系列》一書。我們經過一番合計,推出了這套“匯編”,由我(老王聊化學)進行上海中考數學題型、模型、例題整合撰寫,由“物理可以這樣學”老師撰寫知識點部份。此匯編定期不定時往前更新,希望你們的喜歡!具體發布信息之后告知!
如下呈現第一部份匯編知識:天體化學:
1天體化學涉及到的主要知識點總結:
1.1開普勒的三大行星運動的定理。
1.1.1開普勒第一定理:行星圍繞太陽的運動的軌跡是橢圓,而不是圓。太陽坐落其中的一個焦點上。
1.1.2開普勒第二定理:對于任意一個行星來說,它說太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等。
我們可以從開普勒第二定理獲知,在行星離太陽較近的時侯,其運行速率較快,反之,在行星離太陽較遠的時侯,其運行速率較慢。
1.1.3開普勒第三定理:所有行星的半長軸的三次方與其運行周期的平方的比值是一個常量。
實際上,當我們把行星圍繞太陽的運動視為圓的時侯,這么,由開普勒第三定理,我們就可以得到:行星運行直徑的三次方比上其運行周期的平方等于常量。
1.2萬有引力定理
我們曉得,任何有質量的兩個物體之間都存在萬有引力,我們平常體會不到兩個物體之間的萬有引力是由于其質量比較小,而萬有引力常數比較小,它們之間的萬有引力比較小。所以我們才體會不到。
并且到了天體之間,因為天體的質量都十分大,這么,它們之間的萬有引力就特別大了,正是因為太陽對行星的萬有引力存在,才促使行星在圍繞太陽的運行。
1.3三大宇宙速率。
對于三大宇宙的速率的理解,可以這樣:
1.3.1、第一宇宙速率是月球上衛星的最小的發射速率,也就是說你在月球上,要想成功發射一顆衛星,其發射速率假如大于第一宇宙速率的話,衛星注定發射失敗。
另外,第一宇宙速率也是近地衛星的環繞速率,也是衛星的最大的環繞速率。這個推論的推論之前的章節中有介紹,我在這兒就不再贅言了。
1.3.2、第二宇宙速率又叫逃逸速率,為何稱作逃逸速率呢?那是由于衛星假如想脫離月球的吸引,成為太陽系的一個衛星來說,必須或則起碼要達到的發射速率。
1.3.3、第三宇宙速率,也可以稱作逃出太陽的吸引的衛星的最小發射速率。也就是說,要使衛星逃出太陽系,這么它最小的發射速率要達到第三宇宙速率的大小。
1.4精典的牛頓熱學的局限性。
其局限性主要在兩個方面。
其二,牛頓熱學適用于低速運動的物體,也就是說,當物體的運動速率足夠大,達到和光速可比性的時侯,牛頓熱學就不再適用了。
其一,牛頓熱學適用于宏觀物體的研究。例如在研究微觀粒子的運動時,因為微觀粒子不但具有粒子性還具有波動性,這個時侯牛頓熱學就變得不再適用了。就須要量子熱學進行對微觀粒子的運動進行解釋和研究了。
不過高一物理天體運動試卷,上述的牛頓熱學的局限性并不是在否定牛頓熱學,并不是說牛頓熱學是錯誤的。而是要告訴你們,牛頓熱學的使用是有條件的。而且事實說明,牛頓熱學還是非常有用的。
1.5知識點濃縮
1.5.1衛星的發射及運行
在地面附近靜止
忽視自轉:G=mg,故GM=gR2(黃金代換式)
考慮自轉
兩極:G=mg
赤道:G=mg0+mω2R
衛星的
發射
第一宇宙速率:v===7.9km/s
(天體)衛星在圓軌道上運行
G=Fn=
越高越慢,只有T與r變化一致
變軌
(1)由低軌變高軌,瞬時打火加速,穩定在高軌道上時速率較小、動能較小、機械能較大;由高軌變低軌,反之.
(2)衛星經過兩個軌道的相切點,加速度相等,外軌道的速率小于內軌道的速率.
(3)依據開普勒第三定理,直徑(或半長軸)越大,周期越長.
1.5.2天體質量和密度的估算
1.5.3雙星問題
模型概述
兩星在互相間引力作用下都繞它們連線上的某一點做勻速圓周運動
特征
角速率(周期)
相等
向心力
各自所需的向心力由彼此間的萬有引力提供=m1ω2r1,=m2ω2r2
軌跡直徑關系
(1)r1+r2=l
(2)m1r1=m2r2
總質量
m1+m2=
2天體化學學習過程中的幾點建議與經驗
天體化學作為小學課本較簡單的一章,試題選擇常常置于前8個位置,但大量女兒模型記不住,知識抓不牢。為此給熱愛科普的兒子和年青有為的老師學習或教學萬有引力與航天一章提供幾點建議和經驗:
2.1.一個解題大招:做題前先在草稿紙上畫中心天體,天體質點和軌道簡圖,尤其標清楚天體直徑,軌道直徑,飛船距地面高度等等。畫好以后列最常規的萬有引力定理方程,基本數學量都可求出!
2.2.一個特殊關鍵點:地表重力加速度從赤道到兩極變化規律的特性,用萬有引力力的分解法則解釋問題!
2.3.一個注意點:初二初三老師教的黃金法則或則高軌低速大周期,做題時要列式按部就班去做,不要上來就用口訣!數學學科閱卷是要原始公式分的!
2.4.兩個值得區區分析的知識點:圓軌道和橢圓軌道問題!老師上課一定要講二者速率加速度能量等一系列變化規律,作為重點!
還有幫助兒子剖析近地衛星,同步軌道衛星等的區別!
2.5.兩個模型:變軌模型和雙星模型!
變軌模型:老師在講解時一定要畫出橢圓和大的圓軌道,并推動朋友們剖析變軌加速點或減速點前后速率加速度情況!
雙星模型:老師勿必講清楚列“萬有引力充當向心力多項式”時的“r”表示數學含意不一致!
2.6.一組關鍵數值:衛星的幾個宇宙速率分別對應的范圍情況要曉得!尤其是第一宇宙速率的兩個最值數學意義!
2.7.中考當中最喜歡出的一類題型是:星球球殼內的點不受球殼萬有引力!這是一個重要推論!鑒于如上推論,再給你們“鏈接”一下上海中考2023真題第二十題。想要搞定這道題,必須清楚球內部物體只遭到球心和物體間萬有力。
核心主旨是講“宇宙暗物質”的,何謂“暗物質”?它不發生電磁互相作用,僅有引力互相作用高一物理天體運動試卷,它是指這些不發射任何光及電磁幅射的物質。暗物質存在的證據始于對球形星體旋轉速率的觀測。
具體來說,一些星體在星體團周圍運動,在星體團內部的星體符合v-r變化曲線,而在星體團外部的并不符合理論上的v-r變化線,為何呢?正由于星體團外存在著暗物質促使r減小v卻趨向穩定。
這道題便是立足于萬有引力高中知識,從一個嶄新角度即暗物質暗能量,并讓中學生聯系“地球內外引力大小求法”解題。反觀我們現今教學,不少老師希望課堂只注重基礎、不拓展科普、不提倡創新的現實仍需不斷改變,真正讓“創新,綜合”成為數學教學主力軍!
2.8.天體運動與原子模型建立的類比聯系。歸根結底必需要學會公式的推論,學會遷移變換的能力。宏微觀對比模型十分常見不過了,尤其是壓軸題也十分喜歡出這類題!
類比是一種重要歸納方式,通過類比可以自己建立好多數學模型,這種模型都是做題的突破口!
綜合來看,天體化學是整個中學階段最簡單的一個藍籌股,由于這一章規律性極強!