浅谈在航空航天技术中应用物理学的应用

浅谈在航空航天技术中应用物理学的应用

袁浩翔

黑龙江省实验中学校黑龙江省哈尔滨市

引言：我国航空航天事业已经取得了重大突破，为我国提高国际影响力带来巨大帮助。对于高中生而言，我们不仅需要了解我国航空航天事业的发展，还需要在学习中积极联系航空航天技术，让自己学习的知识更具应用性。因此，本文研究了应用物理学在航空航天技术中的应用，通过了解航空航天技术和物理学知识的结合，在提高自己应用物理知识能力的同时，开阔自己的视野。

一、应用物理学和航空航天技术相互联系的意义

（一）开辟了物理学习的新思路

高中物理学科作为难度较大的一门理科，物理学习氛围相对沉闷，学生很容易丧失学习的兴趣。通过将物理学和航空航天联系起来，很容易激发学生的学习兴趣，物理课堂的氛围一下子就活跃起来，让学生可以在生动活跃的氛围中进行物理学习。在连接航空航天知识以后，学生在学习过程中更加清楚的知道物理知识的应用，有助于学生应对科学类题目。

（二）丰富天文知识

通过和航空航天知识的联系，学生在学习过程中会了解到更多天文知识，有助于激发学生学习兴趣。学生对于天文知识的认知不再是遥不可及的火箭和宇宙，还有很多天文问题能够利用高中物理知识处理。学生学习兴趣被调动起来，会更加主动的了解天文知识，在这个过程中，学生可以增长自己的见识，了解更多课堂之外的知识。

（三）建立完善知识网络

在高中，万有引力、航天知识是重点内容，很多地方高考试卷中都出现了热门的航空航天类题目，将物理知识和科技发展联系起来。如学习重力作用、失重和超重、开普勒行星定律、万有引力等知识，都能和航空航天知识联系起来，这些物理知识也能够串联起来，形成了完整的知识网络。

（四）树立坚韧的学习意志

对于高中生而言，具备坚韧的学习意志，能够更加专注于学习，主动解决物理学习上遇到的问题，解决问题后体验克服困难的快乐和成就感。在高中物理学习中结合航空航天知识，让航天员坚韧的意志、航天工作者认真负责的态度，在潜移默化中影响着学生，让坚韧、认真、刻苦的意志不断灌输给学生，使得学生可以更加积极的进行学习[1]。

二、在航空航天技术中应用物理学的应用

（一）人造卫星技术

人造卫星是在地球周围轨道上持续运行的无人航天器，人造卫星是根据天体力学规律进行运动，由于不同轨道受到引力和压力的不同，卫星运动轨迹也十分复杂。人造卫星作为发射数量最多，应用最广泛的航天器，对于我国发挥着巨大的作用。高中物理学知识中，地球运动这一章节和人造卫星运动轨道是较为重合的，如开普勒定律和卫星运转相对重合。作为高中生，我们在学习过程中积极查找资料，利用自己学习到的知识联系航天航空，从而掌握更多航天航空知识。

例如：在学习万有引力时，我们可以搜集相关资料，将太阳系行星资料搜集起来，在学习物理知识的同时，扩展自己的视野。通过丰富的航空资料，可以有效的提高我们的学习兴趣，充实自身知识储备，以便于更好的掌握物理知识。我们还可以在教室内播放神州飞船发射的视频，观看网络上卫星运动的视频，通过观看视频，进行细致的思考，分析轨道不同，卫星运动速度有什么不同。这样的学习过程，可以让我们主动联系物理知识，在加深自己掌握程度的同时，扩展自己的知识面。

（二）航天飞行器变轨

在当前的航天航空事业中，还需要依赖于航天飞行器实现，发射航天飞行器需要先发射到制定轨道中，接着进行自由圆周运动。在达到适当时机，飞行器才能进行变轨运动，从而实现变轨任务。在这个过程中，要使用到高中物理学的圆周知识和万有引力知识。航天飞行器的知识需要具备天文学理论基础，天文学理论同物理知识有着紧密的联系，如万有引力和圆周运动等知识存在紧密的联系。近几年高考物理和社会科学题材联系越来越紧密，我们需要不断开阔自己的知识面，只有对科学知识具备一定了解，面对物理题目我们才能迅速联系考察知识点，进行解题[2]。

因此，我们需要在学习过程中注意整理知识脉络，构建完整的知识网络。如我们在学习开普勒三大行星定律时，我们需要积极了解运动定律内涵，结合科学题材题目，在科学题材中应用行星定律。在理解万有引力公式时，需要注意理解发现万有引力的过程，掌握推导万有引力公式，掌握好知识脉络，才能在解答题目时更好的应用知识。

（三）太空舱

在物理学科中，天文学占据着重要的位置，是物理学科中一个重要的分支。通过将物理知识和航空航天知识结合起来，如万有引力定律这部分知识，和航空航天有着本质关联，结合航空航天领域进行学习，可以更加真实感受抽象知识。太空舱和物理学知识的连接点在重力，在学习重力知识时，我们经常看到太空舱的案例。为了能够进行更有效的学习，我们可以观看神州10号王亚平宇航员在太空授课的视频，通过观看飞船内失重视频，可以对万有引力形成更真切的认知。班级也可以组织同学去太空舱模拟馆进行失重体验，从而可以对重力形成更加真实的认知。

我们可以通过观看神州10号返航的视频，会产生各种问题，如"为什么会打开降落伞？"、"如何增加摩擦力？"等。在产生问题之后，我们可以以小组为单位进行讨论，查阅相关资料，对这些问题进行分析。如果同学之间没有办法解决这样的问题，我们还可以请教老师，求助老师帮忙解释问题。在这个过程中，我们能够主动发现问题，提出自己的思考，有效地锻炼了自己独立思考的思维能力。

（四）反冲火箭

反冲运动是指一个物体分解成两个部分，其中一个向着一个方向运动，另一个则向着反向进行运动[3]。生活中最常见的现象就是在气球放气时，气球会朝向喷气反方向进行运动。我们可以观看反冲火箭的视频，将反冲火箭作为研究对象，分析反冲运动。在研究过程中，我们可以了解到反冲运动并不能满足能量守恒，为了让火箭发射的速度不断升高，要提高喷气质量与剩余质量的比值，只有速度比值大，火箭才能获得更大的速度。通过物理学习和反冲火箭的结合，我们对于反冲火箭更加了解，能够利用自己的知识解答反冲火箭的运动原理。经过学习，我们巩固了反冲运动知识，也能够自己解释反冲火箭的发射原理。在掌握更加扎实的物理知识之后，扩展了自己的知识面。

在此基础上，我们也可以积极查找资料，学习火箭的制作。可以到图书馆和网络上查找火箭相关资料，了解火箭的构成。通过自己动手操作，可以将物理知识应用在实践中，在课堂活动中巩固物理知识。同时通过实践能够提升自己的动手能力，提高自己的创新意识。在制作过程中，我们更加真实的感受到航天工作者坚韧认真的品格，激励自己向他们学习，提高对祖国的荣誉感。

结论：综上所述，本文先是分析了应用物理学与航空航天技术相互联系的意义，有助于开辟了物理学习的新思路，丰富天文知识，建立完善知识网络，树立坚韧的学习意志。其次本文研究了应用物理学的应用，主要在人造卫星技术、航天飞行器变轨、太空舱以及反冲火箭上得到应用。高中生通过结合物理知识和航空航天知识，巩固物理知识的同时，扩展了自己的知识面。

参考文献：

[1]黄泽远.高中物理知识在航空航天领域应用探究[J].科技视界,2018(34):228-230.

[2]黄凯风.高中物理知识在航空航天方面领域中的应用[J].科技资讯,2018,16(24):140-141.

[3]徐劳立,刘宇星,王越.航空涡轮发动机中的物理学[J].物理与工程,2017,27(01):84-87.