高一物理《天体运动》教学反思

高一物理《天体运动》教学反思（精选13篇）

高一物理《天体运动》教学反思 篇1

高一物理《天体运动》教学反思

高一物理《天体运动》教学反思天体运动这章实际上是前面一章匀速圆周运动的延续。将地面上物体的运动规律拓展到太空当中的歌行星之间，它们遵循相同的运动规律。在听完王老师对这节课讲授之后有所感触，“教无定法”在这得到了印证。在教材处理上将本章前一二节之柔和在一起，用一个课时完成了教学任务。在授课过程中，以探究科学足迹的探究过程为线索：托勒密-——哥白尼——开普勒——胡克——牛顿。从“地心说”到“日心说”到开普勒的三定律、到胡克的猜想、再到牛顿的万有引力定律，整节课思路清晰、流畅、通顺、自然、从容。恰到好处的穿插一些幽默的人物事迹，使得整个课堂有充满活力，学生很愉悦、轻松的接受知识。当然在教学中也存在一些问题，比如在课堂教学时，我讲授完后，看到下面的学生目光中多带着些困惑，询问他们懂了吗？他们都说懂了。为了巩固所学知识，要求学生完成练习：现代宇宙学理论告诉我们，恒星在演变过程中，会形成一种密度很大的天体，成为白矮星或中子星，1m3的中子星物质的质量为1.5×1017kg。若某一中子星半径为10km，求此中子星的第一宇宙速度？大约经过10分钟，我叫了3位同学在黑板上演算推导过程，其他同学在下面演算，2位同学不知所措无从下手。1位同学假设一堆物理量，不着边际。我到下面看了看其他同学的情况也差不了多少。为什么会出现这种情况？我反思我在教学中存在着很多问题：首先，落实不到位。没有体现新课标的三维一体目标。其次，教学过于死板，平时让学生参与的机会较少，总是满足于自己一言堂。第三，没有结合学生的实际情况，空间想象能力缺乏，知识迁移能力差的实际，没有搭好梯子，就让学生攀爬，怎能不摔跟头？要想让学生既会学又会用，这就需要有非常扎实的教学基本功和丰富的知识来做后盾。这些，都是非常值得我们学习的。赞！革命尚未成功，同志们还需努力！

高一物理《天体运动》教学反思 篇2

“天体运动”是高考物理命题的热点, 每年必考, 它具有知识点多、情景新颖、问题类型多、建模难度大等特点, 在高考中单独考查时通常是一道选择题或填空题, 有时也常与其他章节知识 (如抛体运动等) 综合考查, 包括以解答题形式考查。“天体运动”的命题热点:一是卫星 (或行星) 的环绕速度、加速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系, 如2010天津理综第6题;二是天体质量、密度的计算, 如2010福建理综第14题;三是第一宇宙速度的求解, 如2009北京理综第22题;四是同步卫星、双星、三星等问题, 如2008山东理综第18题;五是卫星的发射、变轨等问题, 如2010江苏高考第6题;六是涉及新知识的信息题, 如黑洞、引力势能等, 如2010江苏高考第3题。

随着人类对航空航天的不断探索与宇宙探测, 涉及新情景、新知识的信息题会更受命题人的青睐, 因此, 提高科学素养至关重要。

二核心考点梳理

1. 天体运动基本参量的分析与计算

天体运动问题的基本思想可以概括为:一个中心, 两个基本点。

一个中心:万有引力提供向心力, 即:

两个基本点:黄金代换式和向心加速度。

黄金代换式:天体对其表面上的物体的万有引力近似等于重力, 即:

R、g分别是天体的半径, 表面重力加速度。此公式, 应用广泛, 称为“黄金代换式”。

向心加速度常见的有三种表达形式, 因此万有引力提供向心力就演变为三组公式, 用于解决人造天体 (如宇宙飞船、人造卫星) 的有关计算。

说明一旦卫星上天后, 其运行的线速度v就随着轨道半径r的增大而减少;

即卫星运行的角速度w也随着轨道半径的增大而减少;

说明卫星运行的周期T随着轨道半径r的增大而增大。

例1:2009年2月11日, 俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞, 这是历史上首次发生在轨卫星碰撞事件, 碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定甲、乙两块碎片, 绕地球运动的轨道都是圆, 甲的运行速率比乙的大, 则下列说法中正确的是 () 。

A、甲的运行周期一定比乙的长;

B、甲距地面的高度一定比乙的高;

C、甲的向心力一定比乙的小;

D、甲的加速度一定比乙的大。

2. 估算天体的质量和密度

例2:已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍, 若某行星的平均密度为地球平均密度的一半, 它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍, 则该行星的自转周期约为 () 。

A、6小时B、12小时C、24小时D、36小时

方法归纳:

(2) 根据中心天体的某些参量来估算。如已知中心天体表面重力加速度g和半径r0, 由得天体质量:天体密度

3. 同步卫星问题

同步卫星是指运行周期与地球自转周期相同且相对地球静止的人造卫星, 主要用于全球通讯。同步卫星具有“四个一定”的特点: (1) 定轨道平面:轨道平面与赤道平面共面; (2) 定运行周期:与地球的自转周期相同, 即t=24h; (3) 定运行高度:由得同步卫星离地面的高度为: (4) 定运行速率:

例3:a是地球赤道上一幢建筑, b是在赤道平面内做匀速圆周运动并距地面9.6×106 m的卫星, c是地球同步卫星, 某一时刻b、c刚好位于a的正上方 (见图1) , 经48h后, a、b、c的大致位置是图2中的 (取地球半径r=6.4×106m, 地球表面重力加速度

代入数据可求得b的周期为20000s。从图1位置经48h后, 同步卫星c应位于a的正上方, 而卫星b绕地球做完整圆周运动的次数为8.64次, 可以判断:只有B符合要求。

方法归纳:利用同步卫星的特点是解决同步卫星问题的关键, 须注意的是:赤道上的物体随地球自转而做的匀速圆周运动, 其周期虽和地球的自转周期相等, 但其向心力是由万有引力和弹力的合力提供的。

三易错易混辩析

1. 正确区分重力和万有引力

当考虑地球的自转效应时, 重力是万有引力的分力, 其方向除在两极和赤道之外不指向地心。

2. 正确理解天体质量的求解思路

利用卫星 (或行星) 的周期、轨道半径只能求中心天体的质量不能求卫星 (或行星) 的质量。

3. 混淆两种周期

如开普勒周期定律中的周期、利用卫星 (或行星) 的周期、轨道半径求中心天体的质量时的周期均指公转周期。

同步卫星的周期等于地球的自转周期, 小于其公转周期。

高一物理教学反思 篇3

关键词：物理教学 原因分析 解决方法

一、高一新生学习物理的通病

1、答卷中存在的问题：

（1）、审题和分析能力差：审题不细致，不准确，不全面，不按要求答题；不会通过分析题目信息抓住问题的关键。

（2）、理解能力差：对概念的理解肤浅，答题是凭着感觉答。

（3）、综合实验能力差：尤其对实验设计能力有待于提高。

（4）、数理结合意识差：不会用数学知识处理物理问题；简单运算失误太多。

（5）、表达能力差：作图不严格，计算题解法不规范，逻辑性差。

2、作业中存在的主要问题：

（1）、审题不仔细，粗心大意；

（2）、公式不明，乱代数据；

（3）、表达不清，思维逻辑性差解题无计划，书写太混乱；

（4）、运算能力差，数据不准确，单位混乱。

二、原因分析

1、与学科特点有关：

物理是一门实验科学，他源于生活却高于生活，因此比较抽象，学生要真正地弄懂，必须具备一定的感性认识和生活积累。然而，高一新生在这方面相当地欠缺，且未把零散的感性知识上升为理性认识。

2、与初高中知识的衔接有关：

高一新生还未能形成较好的物理思维方法和解题技能。主要体现在以下几个方面：

（1）、数学符号与物理专用符号的区别；

（2）、图像结合物理情境的想像与思考能力的培养；

（3）、解题时画受力分析图和运动情况图的习惯和规范还未养成；

（4）、单位、有效数字、方向以及解题格式的规范化始终要引起重视。

3、与新生的适应能力有关：

从初中到高中是人生的一个重要转折点。我们注意到高一新生棉队着新的教育环境、教学内容及教学方法，不少学生感觉不适应，心理波动很大，存在着明显的"过渡期"（一般为一个学期乃至一年）。本人曾对高一新生在第一次期中考试后，对考试成绩的满意程度做了一次调查，结果有百分之八十以上的同学表示不满意或很不满意。究其原因，主要是新生对高中物理的学习不能完全适应。这种不适应阶段持续时间越长越严重，对学生的影响就越厉害。

高一新生为什么会出现上述不适应的现象呢？我认为这种不适应可能与下列因素有关：首先是他们进入高中后受教育的环境发生了变化。

高一新生大都来自不同的初中，面对崭新而有陌生的学习环境，面对新的集体，需要有个逐步熟悉和适应的过程。他们迫切需要与新老师、新同学建立一种相对稳定的关系。可是对旧有的学习环境、人际关系的回忆和依恋，又制约和延缓了他们对新环境的适应及新的人际关系的建立。

其次是高中的课程及教学方法与初中大不相同。

高中阶段的课程明显增多，主课就有九科还有体育，美术信息技术等，不但课程增多，而且内容增多，难度加大，教学进度快，知识原理抽象，各学科的知识都有很强的系统性和一定的深度。在教学方法上老师也不可能像初中时那样仔仔细细的讲，手把手地教。

另外，由于高中阶段要求学生要改变初中时的学习方法，同时还要具有较强的理解能力、思维能力、记忆能力和自学能力，要有良好的学习自觉性、主动性和计划性，自觉做好预习和复习。然而，我们通过调查发现，不少高一新生都沿袭初中时的学习方法来对付高中的学习，在他们的潜意识里错误地认为初中的学习方法在高中也一定适合，实际上是事与愿违，考试结果大大出乎意料。

总之，高一新生物理学习存在着一定的困难，从外因来讲，教材的剃度正大，对学生的要求上了一个台阶，教师的授课方式等都会对高一新生造成影响，但由于大多数的教师采取了相应的对策，降低了对新生的要求。然而，主观方面，学生自身学习过程中存在的障碍，才是影响学生学习成绩的主要因素。

三、几点建议和思考

解决办法——给高一新生的建议：

物理是高中阶段的重点科目之一，它经典而抽象，虽来源与生活和实验却很难理解，因此许多同学望而却步，那么怎样才能学好物理这门课呢？我建议：

（1）、切实学懂每个知识点：

懂的标准是每个概念和规律你能回答出它们“是什么”怎么样“为什么”等问题；对一些相近似易混淆的知识，要能说出它们之间的联系和本质区别；能用学过的概念和规律分析解决一些具体的物理问题。

（2）、掌握物理学科特有的思维方式：

中学的物理规律并不多，但是物理现象和过程却千变万化。只掌握了基本概念和规律是不够的，还必须掌握科学的思维方式。如假设法，等效替代法，隔离法与整体法，独立作用原理以及叠加合成原理等等。掌握了科学的思维方法，才能提高推理能力，分析综合能力，把复杂的问题分解为简单问题的能力，灵活地运用所学知识去解决物理问题。

（3）、及时复习，巩固所学知识：

对课堂上刚学过的新知识，课后一定要把它的引入、分析、概括、结论、应用等全过程进行回顾，并与大脑里已有的相近的旧知识进行对比，看看是否有矛盾，否则说明还没有真正弄懂。这时就要重新思考，重新看书学习。在弄懂已学知识的基础上，要及时完成作业，有余力的同学还可以适量地做些课外练习，以检查掌握知识的准确程度，巩固所学知识。

（4）、适量的课外书籍，丰富知识，开阔视野：

高一物理教学反思 篇4

客观原因：

1、学习内容的广度和难度有所提高。初中物理是以观察、实验为基础，使学生了解一些基本的物理学初步知识以及实际应用，因此，初中物理教材内容多是简单的物理现象和结论，对物理概念和规律的定义与解释简单粗略，研究的问题大多是单一对象、单一过程、静态的简单问题，易于学生接受。 而 高中物理则是观察实验、抽象思维和数学方法相结合，对物理现象进行模型抽象和数学化描述，要求通过抽象概括、想象假说、逻辑推理来揭示物理现象的本质和变化规律，研究解决的往往是涉及研究对象(可能是几个相关联的对象)多个状态、多个过程、动态的复杂问题，学生接受难度大。高中物理教材对物理概念和规律的表述严谨简捷，对物理问题的分析推理论述科学、严密，学生阅读难度较大，不宜读懂。 简而言之， 现行高中物理教材与初中物理教材相比，有其以下显着特点：从直观到抽象，从单一到复杂，从标量到矢量，从浅显到严谨，从定性到定量。给学生的学习带来困难是自然的。

2、教师课堂教学有变化。初中物理教学特点是课堂容量较小，一节课只要求解决一个或者两个物理问题即可，且实验目的单一方法操作直观，定量计算简单，所以学生参与度较高，思维活跃。高中物理教学的显着特点是课堂容量大，计算量大，抽象思维比较明显。通常一节课下来学生要解决很多问题，比如，匀变速运动的规律，方程多，计算量大，牵涉的物理量也多，让学生很难一下子适应。另外，高中物理知识由于相对较为抽象，所以，学生理解上存在一定的困难，比如，高一物理开始就给出了一些概念，位移、速度、加速度等， 都与初中物理所接触的知识相似 ，又有所不同，这让学生一下子很难理解。

主观原因：

1、学生学习方法上不适应。由于初中物理内容少，问题简单，课堂上规律、概念的含义讲述少，讲解例题和练习多，课后学生只要背背概念、背背公式，就能应付考试，从而养成课前不预习，课后不复习，教师讲什么，学生听什么的学习习惯;使得学生不会读书思考，只能死记硬背。而高中物理内容多，难度大，课堂密度高，各部分知识相关联，如果学生仍采用初中的那一套方法对待高中的物理学习，结果是“学了一大堆公式，虽然背得很熟，但一用起来，就不知从何下手”。另外，有的学生课堂上听课效率不高，只是光记笔记，不能跟着老师的思路走，不能及时地理解老师讲的内容，以至于这道题还没懂，老师又开始讲下道题，再加上学生对生活中的一些现象缺乏应有的了解，导致学生对一些物理规律理解出现困难。总之，初中物理，现象直观、生动、具体、形象，容易理解，篇幅少，概念、公式少，容易记住;题型简单，转弯少，数字小，易计算。因此，初中生的学习方法比较机械、简单;习惯于背，不习惯于推理、归纳、论证;习惯于简单计算，不习惯于复杂计算(如牛顿第二定律、平抛物体的运动等题目)。高中物理，由于定义、概念、规律、现象及公式多，叙述多，进度快，方法灵活，题型花样多，如果仍靠初中那种以机械记忆为主的学习方法，显然是无能为力了。

2、在物理学习中运用数学知识解决问题能力不够

高一物理的力学部分所用的数学知识，远比初中物理所用的四则运算复杂得多。力的分解与合成中的三角知识;运动学中的二次方程以及根的合理性的判断;应用图像分析物理规律;万有引力、人造卫星中的幂的运算、简单的极值运算等。然而，许多学生就连直角三角形中的正弦、余弦、正切、余切的边角关系模棱两可，这里既与学生本身的数学知识差有关，但更重要的是他们有目的、有意识地将数学知识应用到物理学中来的数理结合能力差，这一问题普通中学普通班的学生更为突出。

针对存在的问题，可采取的对策

1、妥善过渡，降低台阶，注意初、高中物理知识的衔接。新课的引入，尽量从初中的角度切入，注意新旧对比前后联系。对教学中涉及到的数学知识，要作必要的复习与讲解。在进行例题分析时，不仅要分析清楚物理过程，也要对数学运算作较为详细的分析与演习，还可适当复习或补充三角知识。这样有利于培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。对书本上精练的概念、定律、定理的叙述要作适当的语法上的分析，用浅显的语言剖析含义，从多角度去阐述它们(文字、公式、图像等)。对学生中想当然的经验错误，要针对学生情况，帮助他们找出错的原因，并及时纠正。进一步加强基础知识的落实和基本能力的培养

2、注重学生基本物理习惯的养成。学习物理的一些基本习惯必须要养成。从答题情况看，这里需要强调三个方面：一是严格作图。教师首先要以身作则，规范作图，然后严格要求学生，使学生也养成一个规范作图的习惯，并且善于把一个物理问题准确地图示出来。二是努力提高数学运算能力。从答卷情况看，学生的数学运算能力普遍不好，需要加强训练。三是规范解题过程。要能完整地表达出自己的思维过程，表述、论证要有初步的层次性和逻辑性，至少应通顺。

高一物理教学反思 篇5

一、课前准备不够充分，教学设计的不够好

由于平时缺少上台发言的锻炼，而我又没有在台下进行反复练习，致使整个试讲过程并不是十分流畅。总以为船到桥头自直的我，这次体验了紧张的滋味。望着下面坐着的同班同学，顿时心里异常紧张，连板书有些都忘了写。这些让我深知每一次试讲都必须以认真的态度对待，要充分考虑到一些异常的情况，这样才能保证课堂的绝顺利流畅，不会出纰漏。对于课堂上所教授的知识，虽然自己准备了一遍又一遍，总希望能以最通俗易懂的形式去讲解，可事实上还是无法按自己所想的那样把自己懂得的内容表述出来。这无疑成为我最大的遗憾。同时也证明了我需要更多的实践、经验来加以成长。下面是我经过改进后的教学目标及思路设计。

研究本节课的内容，可分为两大部分：其一是定性得出在忽略空气阻力的情况下，不同物体的下落快慢是相同的，其二是通过定量分析得出自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动。学生学习中通常有两大难点：一是在忽略空气阻力的情况下，不同物体的下落快慢是相同的，但学生往往会从生活经验中得出一个错误的观点，即重的物体下落比轻的物体下落快，而这一观点对学生来说根深蒂固。二是用实验的方法定量测出自由落体运动的加速度。围绕这两大难点，如何让学生在对生活现象的分析中发现矛盾、提出假设，然后验证假设，就成了设计的中心环节，而这一过程正式当年伽利略对落体研究的过程，因此，设计时突出了伽利略当时的研究过程，让学生切身体验了自由落体运动规律的得出过程，感悟物理研究的一般过程和常用的思维方法，培养学生的科学精神、科学态度和科学的方法及价值观。

二、实验教学不够新颖

在自由落体试验中，我采用的是物理课本中的老套教学实验，这样的实验可能失去学生实验的兴趣，为此，我为自由落体的理解加上了一个实验，实验设计如下：

提出：悬线断后物体运动情况如何下落的轨迹，是直线还是曲线，是水平还是竖直?用火烧断悬线，避免剪刀剪断悬线时对悬线横切的不利影响，确保小球开始下落时初速为零。提问学生，得出：物体下落的轨迹是一竖直方向的直线。观察法进行教学的目的，在于学生观察能力的培养，因此在教学过程中，还要让学生做到以下三点：A、学会观察的方法。如在实验落体运动快慢的教学过程中，对两物体下落快慢的比较，通过物体运动的初、末状态的比较来进行。在开始下落瞬间观察两物体是否同时、同高、无初速，在落到桌面上的瞬间通过眼看耳听来进行判别。B、学会对现象作准确、条理的分析和描述。C、善于从观察中发现问题。如利用打点计时器测定重力加速度大小的过程中，通过用刻度尺测出纸袋中两点间距差，求得的重力加速度值小于9.8rn/s，使学生了解打点计时器测量物体自由落体运动中的作用。在实验牛顿管实验的教学过程中，通过正误实验操作的对比，使学生领悟到牛顿管由水平位置转为竖直时应保持上端不动，从而使金属片和羽毛在刚开始下落时速度为零;在学生观察到真空中金属片和羽毛下落快慢相同的现象后，提问学生：生活中有没有轻重不同的物体下落快慢相同的现象。启发学生：若重的物体压住了轻的物体，也会使物体下落快慢相同。再进行演示：在真空中羽毛在上、金属片在下时两物体下落快慢相同，从而使学生真正建立起：忽略空气阻力时，物体下落快慢相同的观点。

三、重点不够突出，语音语调仍需改善

在上课过程中，我由于紧张，语调都一样的，比较平淡，没有给人以突出重点的感觉，这就使学生听课过程中可能会注意力不集中，导致重点不能被很好的吸收。还有在自由落体运动试讲中最后的知识点Vt2 =2gs公式含义过程都没有交代清楚，自由落体的图也忘记画出来了

高一物理上学期教学反思 篇6

转眼间高一上学期已经结束了。回首一学期来的物理教学工作，可以说有成功、也有失败、有欣慰、也有困惑。高一物理是高中物理学习的基础，但高一物理难学，这是人们的共识，高一物理难，难在梯度大，难在学生能力与高中物理教学要求的差距大。所以在物理教学中存在许多困难。

第一，学生基础问题

我本学期所带班级为高一（1）、（5）、（10）、（15）班，这四个班都是普通班，其中（1）、（10）是体艺班，学生初升高的基础比较差，即使老师进度放慢，他们也觉得比较吃力，慢慢就没有了学习兴趣，从我上课的状态来看，我感觉大部分同学没有对物理真正产生兴趣，虽然有一部分同学想学好物理，也很认真、很努力，然而由于基础薄弱、理解能力差，始终不能真正掌握学好物理的方法。

第二，学生的学习方法和学习习惯问题

由于初中物理内容少，问题简单，养成教师讲什么，学生听什么，学生紧跟教师转的学习习惯。课前不预习，课后不复习，不会读书思考。

而高中物理内容多，难度大，课堂密度高，各部分知识相关联，有的学生仍采用初中的那一套方法对待高中的物理学习，结果是学了一大堆公式，虽然背得很熟，但一用起来，就不知从何下手，不会灵活运用，还有学生因为没有养成预习的习惯，每次上物理课，都觉得听不大明白。由于每堂课容量很大，知识很多，而学生又没预习，因 此上课时，学生只是光记笔记，不能跟着老师的思路走，不能及时地理解老师讲的内容。这样就使学生感到物理深奥难懂，从心理上造成对物理的恐惧。科目比较多，学生不知道分配时间，各科学习时间安排不当，导致学习效果不佳。

第三，数学知识问题

应用数学工具解决问题的教学要求上对高中学生也提出了相当高的要求，学生数学基础比较差，无论在掌握的数学知识量上，还是对已学数学知识应用的熟练程度上都达不到高中物理所需。例如：在运动学中用v-t图象的斜率求加速度，而此时学生还没有学过斜率概念；在运动和力的合成与分解中要用到三角函数知识，而学生却只学过直角三角形的三角函数定义，导致见到三角函数就头疼，不会根据物理情景列出数学关系式。

根据以上问题，在以后教学过程中，应该从以下方面进行努力： 第一，注重培养学生的学习兴趣

钻研教材，对教材的进行取舍，夯实基础为主要任务，让学生从简单的问题得到成就感，通过一点一点的成就感来提高他们学习兴趣，提高他们的自信心，让他们积极参与到教学过程中来。

第二，养成良好的学习习惯

培养学生良好的学习习惯，首先是要培养学生独立思考的习惯与能力。培养学生自学能力，能自主分配各科学习时间。培养学生养成先预习再听课，先复习再作业，及时归纳作总结的良好学习习惯。做到反复抓，抓反复，培养学生良好的学习习惯。第三，提高应用数学知识解答物理问题的能力

学生解题时的难点是不能把物理过程转化为抽象的数学问题，而是怎样建立各个物理量的数学关系式，教学中要帮助学生闯过这一难关。如在运动学中，应注意矢量正、负号的意义以及正确应用；讲解相遇或追击问题时，注意引导学生将物理现象用数学式表达出来；讲运动学图象时，结合运动过程示意图讲解，搞清图象的意义，进而学会用图象分析过程、解决问题。对正交分解时能熟练列出三角函数关系式。让学生亲自动手，亲自运算，并反复训练，把物理中的数学问题解决。

总之，一定要从学生的实际情况出发，顺应学生思维的发展规律，注重学生良好学习习惯的培养，坚持循序渐进的教学原则，方能顺利的完成高一物理教学任务。

天体与地球运动规律的异同 篇7

一、地球同步通信卫星与赤道上的物体运动规律的异同

大家都知道，地球同步通信卫星之所以会获得这个名称，是因为它虽然是在赤道上空的太空中运行的，但它与地球却是保持相对静止的。它绕地球做匀速网周运动所需的向心力完全是由地球对它的万有引力提供

赤道上的物体与地球同步通信卫星的相同之处是：二者均具有与地球白转相同的运行周期和运行角速度，始终与地球保持相对静止，共同绕地轴做匀速圆周运动。

例1

设地球的半径为R，地球自转周期为T，地球同步通信卫星距赤道地面的高度为h，质量为m.试求此卫星处在同步轨道上运行时与处在赤道地面上静止时的

（1）线速度之比：

（2）向心加速度之比；

（3）所需向心力之比.

解析

由于同步通信卫星在轨道上运行时与处在赤道地面上静止时，具有与地球自转相同的运行角速度，则据此可得

例2

地球同步卫星的轨道半径为

二、人造地球卫星与地面物体受阻运动规律异同

对于地面上做直线运动的物体来说，由牛顿运动定律和运动学规律可知，如果物体受到阻力的作用，必然产生与运动方向相反的加速度而做减速运动，直至最后停下来。还有万有引力的存在。决定人造地球卫星运动状态的主要因素是万有引力，而不是它所受的阻力。

三、航天飞机的对接与地面物体追及的异同

对于地面物体的直线运动来说，当两个运动的物体发生追赶运动时，只要追赶物体的速度大于被迫物体的速度，则一定可以追及，并且追上时，必有追赶物体与被追物体相对于同一起点的位移相同.这是追及问题的必要条件。

对于航天飞机与宇宙空间站的对接，其实际上就是两个匀速网周运动的追赶问题，本质仍然是人造天体的变轨问题。要使航天飞机与宇宙空间站对接成功，必须让航天飞机在较低的轨道上加速，通过速度v的增变速、变轨过程而完成航天飞机与宇宙空间站成功对接。

如图所示是航天飞机与宇宙空间站对接轨道示意图。其中规道1是地球卫星的一个环绕轨道（圆型轨道），轨道3是宇宙空间站的运行轨道，轨道2是一个长轴的两端点Q、P分别相切于轨道1和轨道3的椭网轨道。航天飞机只有从预定的轨道1上的Q点，以一定的速度和加速度沿轨道2的半个椭圆运动，才能恰好在轨道3的P点与宇宙空间站完成对接。

例4

在地球某一圆形轨道上运行的宇宙空间站，是适于人类长期生活的大型人造航天器。“和平号”空间站是人类历史上发射的第九座空间站，其中设有工作舱、过渡舱、服务舱等。自1986年2月进入太空轨道后，先后与五个太空舱对接成功。15年来，“和平号”宇宙空间站先后同90多艘载人航天飞机及货运飞船成功对接，总共接纳了28个长期考察组和30个国际联合考察组，有108名宇航员登上了“和平号”宇宙空间站。“和平号”宇宙空间站于2001年3月23日回收坠入南太平洋。宇航员乘坐航天飞机加速升空进入轨道，与“和平号”宇宙空间站对接后才能进入太空站，航天飞机为了追上并实现与空间站的成功对接，下列说法中正确的是

（

）

A.只能从空间站同一轨道加速

B.只能从较高轨道加速

C.只能从较低轨道加速

D.无论在什么轨道上加速都行航天飞机做远离地球的离心运动而离开宇宙空间站所在的轨道，无法实现与宇宙空间站的对接，因此选项A是错误的.

如果让航天飞机从较高的轨道上采用减小速度、降低轨道而实现与宇宙空间站的对接，则不仅技术无法完成，还应让航天飞机必须穿越宇宙空间站所在轨道而进入更高的轨道，必然会消耗大量的能量，因而这种方法不可取。因此选项B错。

因为要使航天飞机与宇宙空间站对接，首先必须加速追赶；其次由于加速必然导致轨道半径的增大。因而要实现航天飞机与宇宙空间站的成功对接，就必须让航天飞机从较低的轨道上加速，并沿一特定的椭网轨道，使之在宇宙空间站的轨道上实现对接。故选项C正确。

由以上的讨论可知，“无论在什么轨道上加速都行”是绝对不行的，故选项D错误。

高一上学期物理教学反思 篇8

对于这一学期的高一物理教育教学工作，我对以下几个方面进行了反思：

一、对教学目标反思

教学目标是教学设计中的首要环节，是一节课的纲领。对于我来说自认为有以下几点不足：

1、对教学目标设计思想上不足够重视，目标设计流于形式。

2、教学目标设计关注的仍然只是认知目标，对“情感目标”、“能力目标”有所忽视。重视的是知识的灌输、技巧的传递，严重忽视了教材的育人功能。

3、教学目标的设计不足够具有全面性、开放性。

教学目标的制定要符合学生的认知程序与认知水平。制定的教学目标过高或过低都不利于学生发展。

二、对教学计划反思

在教学设计中，对教学内容的处理安排还存在以下几个缺乏：

(1)缺乏对已学知识的分析、综合、对比、归纳和整体系统化;

(2)缺乏对教学内容的教育功能的挖掘和利用;

(3)缺乏对自我上课的经验总结。

三、对听课的反思

听课决不是简单地评价别人之优劣，不是关注讲课者将要讲什么，而是思考自己如何处理好同样的内容，然后将讲课者处理问题的方式与自己的预想处理方式相对照，以发现其中的出入。

四、征求学生意见

若在课堂上设计了良好的教学情境，则整堂课学生的学习积极性始终很高.课后我总结出以下两点成功体会：

(1)抓住知识本质特征，设计一些诱发性的练习能诱导学生积极思维，刺激学生的好奇心;

(2)问题的设计不应停留在简单的变式和肤浅的问答形式上，而应设计一些既能让学生动手触摸、又能动脑思考的问题，这样可使学生在“观察、实践、归纳、猜想和证明”的探究过程中，激发起他们对新知识的渴望.

高一物理《天体运动》教学反思 篇9

新课标要做为我们备课、上课的依据。对比了新旧课标，对会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力;知道合力的大小和分力的夹角的关系的要求没有变化。但新教材对本节的要求突出了等效替代的物理思想和探究实验。所以在备课中，我的教学设计力图在这两个方面做到有效的突破。

教学设计思路为：力的等效——力的替代——寻找等效力——平行四边形定则。教学分成几个层次：

用简单的生活实例为引入，分析斜拉索与桥墩都可以起到承担桥梁重量的作用：一个大人与两个小孩都可以提起水桶。这里体现了等效替代的思想，近而得出合力、分力、力的合成概念。

如果要用一个力替代几个力，如何替代。作用效果相同是关键，把同学们的精力集中到寻找等效力，看合力与分力到底存在怎样的关系。

学生进行分组实验探究，要求做出力的图示。

之后归纳总结得出平行四边形定则。

等效替代是物理学中常用的方法，之前找重心用到等效替代的思想，在以后的学习过程中，例如运动的合成和分解，等效电路，交流点的有效值定义等，都要用到等效替代的方法。本节想突出这一思想，几个力找一个力替代时，紧紧抓住力的作用效果是解决问题的关键，并贯穿于课堂始终。

新课程提倡探究。要是让学生在教师的“指导”下，把前人做成功的实验或把已有结论的实验再验证一遍，这与“培养学生科学素养，培养学生的创新精神，实践、观察、思维等能力”的教育目标相去甚远。所以新课程认为物理实验功能的体现，不仅仅在于获得所谓的“正确”实验结果，更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探索过程。学生天性好奇、好动、好学，对科学实验更为热爱。只有亲身经历这样的过程，学生才能对什么是科学、什么是科学实验有较为深刻的理解，才能在这样的过程中受到科学过程和科学方法的训练，形成科学的态度、情感和价值观。

力的合成这一实验由传统教材的验证实验改成了探究实验体现了新课程以学生为主体的教学思想，让学生在探究活动中体验更加真实而深刻。以前把实验结果告诉学生，而我们现在是探究性的实验。虽然实验本身看起来与传统教材中一样，但写法和学生的做法都有很大差别。

探究有难度，考虑学生的情况，我的做法是把探究实验与提水桶紧密结合。“固定橡皮条的一端，这橡皮筋就相当于那水桶;让它沿一个方向形变，就相当于提起水桶;用两个弹簧测力计拉动绳套就相当于两小孩提水桶;再换用一个测力计拉动就相当于一个力提水桶。要让这一个力去替那两个力，就要使它们作用效果相同，也就要使橡皮筋向同一个方向形变相同。”有了这样的对照，避免一节课热闹的探讨但实质思路比较乱，没有结论的场面;而是让学生们通过对熟知的提水桶联系到我们要探究的合力与分力的关系上，目标明确，知道自己干什么，思维清晰，步骤清楚。采用这种做法之前的教学中，多数学生比较盲目，互相问该怎么做，为什么这么做。在与专家的研讨中，想出这样的做法，切实有效。

探究包含提出问题、猜想与假设、制定计划、收集证据、分析与论证、评估、交流与合作等七个环节。一堂课45分钟，要完成整个探究过程是很难的。本节课堂教学，对探究的内容应当有所选择，对探究能力目标要有所侧重，才能使整个物理实验教学让学生经历全面科学的探究过程。即让学生经历像物理学家一样的研究、探索物理规律的过程，体验、感受其中的物理思想和方法，从中获得经验，并能够更好地理解知识和提高能力。所以，我重点突出分析与论证，交流与合作环节。

力的合成这一实验在以前做为验证实验就并不简单,现在是探究实验更增加了难度, 所以放慢教学，在探究中切身体验，有利于理解矢量合成的法则。实验过程中适当引导,引导的过程中可控可放。在学生动手做实验之前就提出一个建议和一个要求。建议：“用两个力拉动时，希望同学们两个力适当的大些，力间的夹角也大些。”要求：“每组只需要精干的做一次实验，为了便于寻求合力与分力之间的关系，同学们要做出两个分力与一个合力的力的图示。”这样做降低了实验探究的难度也便于得出实验结论，让学生更加明确实验该做什么。不然，学生即使有了实验设计思想，在实际操作中也很难想周全该记录什么。要求做出两个分力于一个合力的力的图示，就需要学生在动手之前想好怎么记录力的大小、方向、作用点。

之前的这些准备都是为了能顺利的进行到本节的重要部分：分析与论证，交流与合作。在学生实验的过程中，课堂实现了学生为主体，也体现了教师应该作为第一主体的意义。巡视给予指导，发现共性问题时集中分析讨论一下，同学们有这样的一些做法好不好?视学生出现的问题而定，做到“可控性的开放”。当学生们拿出自己的“作品”，这时他们是很激动的。进一步提出问题：“建议同学们把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端做连接，组成了一个四边形，这个四边形有什么样的特点?”绝大多数组的同学说是平行四边形。为了培养学生科学严谨的态度，又提出：量量两组对边，检验是否是平行四边形。多听几组同学们的数据汇报，进行充分的讨论交流。归纳总结得到平行四边形定则。

天体运动中周期与频率的应用 篇10

[关键词]天体运动 周期 频率

[中图分类号] G633.7 [文献标识码] A [文章编号] 16746058（2015）230042

高中物理中，天体运动一般视为匀速圆周运动，天体运动所需的向心力都是由它们所围绕的星球对它们的万有引力所提供的。处理天体运动问题的依据是万有引力定律和圆周运动规律，下面结合例题作些分析。

一、周期和频率的含义及应用

1.周期T：物体做匀速圆周运动一周所需时间。

2.频率f：物体做匀速圆周运动1秒内旋转的圈数。周期和频率互为倒数。T=1f。

【例1】 地球自转周期为T0，在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星旋转周期为T，求卫星每天绕地球运转的圈数？

解析：①先求卫星运转一周所需的时间。

由地球对卫星的万有引力等于卫星所需的向心力，得：

GMmr2=m（2πT）2r

T=2πr3GM

由恒等变换：GM=R2g

得T=2πr3R2g

②再求卫星运转一周相当多少天。

TT0=2πT0r3R2g

③最后求卫星每天绕地球运转的圈数。

TT0的倒数为卫星每天绕地球运转的圈数。

T0T

=T2πR2g（R+h）3

【例2】 有一种卫星叫做极地卫星，其轨道平面与地球的赤道平面成90°角，它常应用于遥感、探测。假设有一个极地卫星绕地球做匀速周运动。已知：该卫星的运动周期为T0/4（T0为地球的自转周期），地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。则该卫星一昼夜能有几次经过赤道上空？

解析：①先求卫星运转一周需要多少秒。

该卫星的运动周期为T0/4（T0为地球的自转周期）。

②再求卫星运转一周相当多少天。

TT0=14天

③最后卫星每天绕地球运转的圈数。

TT0的倒数为卫星每天绕地球运转的圈数。

TT0=4圈

卫星每运转一圈两次经过赤道上空，故该卫星一昼夜能有8次经过赤道上空。

二、周期和频率的拓展应用

1.以地球自转周期（T0=24小时）为单位计算卫星绕地球运转的圈数n。

问题：近地卫星每天绕地球运动多少圈？

方法一：GMmR2=m（2πT）2R

恒等变换：GM=R2g

（1）卫星运转周期：

T=2πR3GM=

2πRg=

2×3.146.4×1069.8=

5024s

（2）卫星运转周期：TT0=

502424×3600

天

（3）卫星每天绕地球运转圈数n=T0T=24×36005024=17.2圈

方法二：以地球同步卫星运转周期（T0=24小时）为单位计算近地卫星绕地球运转的圈数n。

（1）同步卫星：GMm（R+h）2=

m（2πT1）2（R+h）

T1=2π（R+g）3GM

（2）近地卫星：GMmR2=m（2πT2）R

T2=2πR3GM

单位为：秒

（3）近地卫星的周期：

T2T1=

R3（R+h）3

单位为：天

（4）近地卫星每天绕地球运转圈数：

n=T1T2=

（R+hR）3=

（1+hR）3=

（1+3.6×1076.4×106）=

17.2圈

【例3】 宇宙飞船以周期T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0。太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则一天内飞船经历“日全食”的次数为多少？

解：①宇宙飞船绕地球运转周期为T，单位为秒。

②宇宙飞船绕地球运转周期为T/T0，单位为天。

③一天内飞船经历“日全食”的次数为T0T。

【例4】 侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运动，它的运动轨道距地面高度为h，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？设地球的半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转的周期为T0

解法一：极地侦察卫星满足牛顿第二定律方程。

地球对卫星的万有引力等于卫星所需的向心力

GMm（R+h）2=

m（2πT1）2（R+h）

地球表面有恒等变换：GM=R2g

联立求解有：T1=2π（R+h）3R2g

考察赤道地面上物体的匀速圆周运动和极地侦察卫星绕地球做匀速圆周运动，这两个匀速圆周运动的轨道平面是互相垂直的。

由角速度公式：

ω=ΔθΔt

Δt=Δθω

Δθ1ω1=Δθ2ω2

Δθ2=ω2ω1Δθ1=

T1T2Δθ1

取卫星：Δθ1=2π

地球半径扫过的角度：

Δθ2=T1T2Δθ1=

2πT1T2=

4π2T0

（R+h）3R2g

卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长：

l=R·Δθ=

4π2T0

（R+h）3g

解法二：极地侦察卫星满足牛顿第二定律方程。

地球对卫星的万有引力等于卫星所需的向心力

GMm（R+h）2=

m（2πT1）（R+h）

地球表面有恒等变换：GM=R2g

联立求解有：T1=2π（R+h）3R2g

考察赤道地面上物体的匀速圆周运动和极地侦察卫星绕地球的匀速圆周运动，这两个匀速圆周运动的轨道平面是互相垂直的。

卫星绕地一周，经过处于白昼的赤道上空只能拍摄一次照片。

①卫星绕地球运转周期为T，单位为秒。

②卫星绕地球运转周期为T/T0，单位为天。

③卫星每天拍摄照片的次数为N=T0T

设卫星上的摄像机一次拍摄到的赤道上圆弧长度为L，则有：2πR=NL

联解以上四式得卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长为：

L=4π2T0（R+h）3g

2.以月球绕地球公转周期（T0=27.3天）为单位计算卫星绕地球运转的圈数n

【例5】 已知地球半径6400km，月地距离r=3.85×108m，地球同步卫星距地高度h=3.6×107m，求地球同步卫星每个月转过的圈数？

解：对月球：G=Mmr2=m（2πT月）2r

T月=2πr3月GM

对地球同步卫星：

GMm（R+h）2=m（2πT）2（R+h）

地球同步卫星的周期：T=2π（R+h）3GM单位：秒

地球同步卫星的周期：TT月=（R+hr）3

卫星每月转过的圈数：

n=T 月T=

r3（R+h）3=

3.85×1086.4×106+3.6×107

=27.3圈

3.以任意卫星绕地球做匀速圆周运动周期T0为单位计算卫星绕地球运转的圈数n

【例6】 如图，三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M（Mm1，Mm2）。在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径之比ra∶rb=1∶4，则它们的周期之比Ta∶Tb= ；从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a绕c转动的圈数。

解：根据GMmr2=m4π2T2r

，得T=4π2r3GM，所以TaTb=

18

，

①a物绕c物运转周期为Ta，单位为秒。

②a物绕c物运转周期为Ta/Tb，单位为“b物周期Tb时间单位”。

③a物每“b物周期Tb时间单位”绕c物运转的圈数为N=TbTa=8

所以，从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a绕c转动8圈。

周期和频率是圆周运动中描述运动快慢的两个物理量，概念容易理解，要在物理习题中得心应手地应用它们，还需要特别关注。这两个知识点的考查近几年已成为高考热点问题。

高一物理《天体运动》教学反思 篇11

教材分析

1.教材明确引入了平均和瞬时线速度和角速度的概念，线速度与角速度的关系也不和以往那样仅限于匀速圆周运动。

2.转速也是归类于研究一般的圆周运动的概念，只有周期这一概念才在匀速圆周运动中提出的，比较严谨，规范。

3.关于匀速圆周运动，原教材是先学习向心力，再学习向心加速度;新教材是先学习向心加速度，再学习向心力。更符合学生的认知规律。

4.《圆周运动》是这一章教学的重点，也是学习《向心力向心加速度》这一知识的前提，在这一节中，更能突出速度的矢量性。

5.教材通过实例，先介绍了什么是圆周运动，教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况，匀速圆周运动，接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念，这是本节的重点。

6.角速度的概念学生初次接触，应使学生有确切理解。公式中的就应当用弧度做单位来表示，这一点要提示学生注意，这对得出公式是十分重要的。

7.教材介绍了转速的概念，应该要求学生能独立地由转速(单位符号r/min)得到周期(单位符号为s)或角速度(单位符号为rad/s)。

8.应该让学生真正理解，匀速圆周运动的线速度虽然大小不变，但方向时刻在变化，因此，匀速圆周运动是变速运动。

9.这一节概念较多，要通过实验和列举实例(包括播放有关视频)，引导和启发学生思考、讨论、认识现象，建立概念。

学情分析

圆周运动是学生在充分掌握了曲线运动的规律后，接触到的一个较为复杂的曲线运动，本节内容作为该部分的起始章节，主要向学生介绍圆周运动的几个基本概念，为后继的学习打下一个良好的基础。圆周运动是曲线运动的一种特殊情况，生活中随处可见，在学习过程中，只要注意观察和实验，并结合实际经验，很好的理解和掌握圆周运动、匀速圆周运动的概念，重点理解和掌握线速度v、角速度、同期T和转速n的意义及相互关系。明确线速度和角速度是从不同的角度来描述圆周运动的快慢，线速度描述质点沿圆弧运动的快慢，角速度描述质点绕圆心转动的快慢。

教学方法分析及建议

1.在教学中，首先应该让学生了解做圆周运动的物体的共性和个性。展示一些物体的圆周运动情景，例如，唱片上某点的运动、电风扇叶片上某点的转动、竖直面内小球的圆周运动等等，要求学生观察物体运动的轨迹形状以及物体运动的快慢是否变化。

2.通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料，让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别，有必要引入相关的物理量加以描述。

3.学习线速度的概念，可以根据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生认识弧长与时间的值保持不变的特点，进而引出线速度的大小与方向。应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。

4.学习角速度和周期的概念时，应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的，物体做匀速圆周运动时，每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应，因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间t比值来描述，由此引入角速度的概念。又根据匀速圆周运动具有周期性的特点，物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述，为此引入了周期的概念。讲述角速度的概念时，不要求向学生强调角速度的矢量性。在讲述概念的同时，要让学生体会到匀速圆周运动的特点：线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动。

5.在课堂中采用实验演示、多媒体、电脑动画模拟辅助手段，帮助学生建立形象直观的认识，降低难度。结合课件引导学生认识到线速度、角速度和周期间的关系这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同，但它们之间是有联系的，并引导学生理解它们之间的关系。

高一物理《天体运动》教学反思 篇12

1．运动的合成和分解：由已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成；已知合运动求跟它等效的分运动，叫运动的分解．两者互为逆运算．

2．合运动分解的原则：与力的分解类似．若没有限制条件，一个实际运动可分解为无数对分运动，但在实际问题中往往分解成两个便于分析求解的简单运动．

3．合成和分解的方法：运动的合成和分解常包括位移、速度和加速度的合成和分解，由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定则．

4．对于在平面内运动的物体，常将其运动在某直角坐标系中进行正交分解，则有：

vx＝v·cos_θ，vy＝v·sin_θ(θ为速度方向与x轴的夹角)x＝s·cos_α，y＝s·sin_α(α为位移方向与x轴的夹角)． 探究、互成角度的两运动的合成

小船的实际运动(站在岸上的人看到的运动)为合运动，同时参与的两个分运动，一个是船相对于静止水的运动，它的方向与船身指向相同；另一个是船随水漂流的运动，它的方向与河岸平行．船在水中的合运动(实际看到的运动)是上述两个分运动的合成． 分情况讨论小船的渡河问题

船速大于水速，即v1＞v2．(设船在静水中的速度为v1，水流速度为v2，河宽为d)1．怎样才能使渡河的时间最短

2．怎样才能使渡河的位移最短

典型例题：一艘小船在100 m宽的河中横渡到对岸，已知水流的速度是3 m/s，小船在静水

中的速度是4 m/s．问：

(1)欲使船渡河的时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移为多大？(2)欲使船航行的距离最短，船应该怎样渡河？渡河时间为多长？

当堂巩固：

1.一人游泳渡河以垂直河岸不变的速度(相对水)向对岸游去，河水流动速度恒定.下列说法中正确的是()A.河水流动速度对人渡河无任何影响 B.人可以垂直到达对岸

C.由于河水的流动的影响，人到达对岸的时问与静水中不同 D.由于河水流动影响，人到达对岸的位置，向下游方向偏移

2.小船在静水中的速度已知，今小船要渡过一条河，渡河时小船船头垂直指向河岸，若船行到河中间时，水流速度突然增大，则()A.小船渡河时间不变 B.小船渡河时间增加

C.小船到达对岸地点在预定点下游某处

D.无法确定渡河时问及到达对岸地点如何变化

高一物理《天体运动》教学反思 篇13

[关键词]《庄子·逍遥游》；天体物理学；巨生物学

[中图分类号]I262 [文献标识码]A [文章编号]1005-3115（2016）24-0047-04

《逍遥游》为《庄子》首篇。在《庄子》这一开篇文字中，庄子面对宇宙天地展开想象，超越了人的视域，创造出鲲鹏这样“不知其几千里也”的超大生物形象：“北冥有鱼，其名为鲲。鲲之大，不知其几千里也；化而为鸟，其名为鹏。鹏之背，不知其几千里也；怒而飞，其翼若垂天之云。”伴随着大鹏“抟扶摇而上者九万里”，庄子的精神“绝云气，负青天”，进入到现代天体物理学所研究的宇宙世界中。《逍遥游》中蕴含着庄子式的“天体物理学”与“巨生物学”，在人类科学发展史上有着不可忽视的价值与意义。

一、《逍遥游》中的“天体物理学”

读《庄子》一书，必须像庄子一样尽最大可能发挥想象力。在我们看来，面对《逍遥游》“北冥有鱼”一节神奇的文字，最好的阅读方式是一边慢声诵读，一边想象着大鲲在宇宙大海中遨游，想象着鲲化为鹏这一宇宙生命大变化的波澜壮阔，想象着大鹏在宇宙中飞翔的自由雄迈。在想象中伴随着庄子的文字前行，就能够感知到北冥、南冥以及北冥与南冥相距的辽远：“是鸟也，海运则将徙于南冥。南冥者，天池也；齐谐者，志怪者也。谐之言曰：‘鹏之徙于南冥也，水击三千里，抟扶摇而上者九万里，去以六月息者也。”

在《逍遥游》的语境中，北冥、南冥绝非地球上的北冰洋、南冰洋，地球上最为广大的太平洋也难以让鲲鹏自由翻腾；大鹏从北冥到南冥，必须先在海面上滑行三千里，然后乘着由下而上的飓风飞至九万里高空，才能由出发地北冥抵达目的地南冥。也就是说，北冥与南冥不直接相连，大鹏不能由北冥游至南冥。北冥与南冥似乎是悬隔于不同星球上的两个大海，大鹏必须飞至九万里高空，摆脱北冥所在星球的吸引力，才能实施飞抵南冥的计划。后文“故九万里，则风斯在下矣，而后乃今培风，背负青天，而莫之夭阏者，而后乃今将图南”，正说明了这一点。

以上这些都可以视为庄子的“谬悠之说，荒唐之言，无端崖之辞”（《庄子·天下》），但就在这种看似荒诞的凭空想象中，又分明有着能够为现代天体物理学证明的科学理据。对庄子来说，大鹏从北冥飞到南冥，必须以“抟扶摇而上者九万里”为先决条件，这一宇宙真理远在人類视域之外，在庄子的时代无法给出直接证明。为证明这一宇宙真理的存在，庄子立足于人类的经验世界，以人类所能目击到的物理现象为依据，对自己的“谬悠之说，荒唐之言，无端崖之辞”予以论证：“野马也，尘埃也，生物之以息相吹也。”现代物理学认为，物质与物质间或者相互吸引，或者相互排斥，前者称为吸引力，后者称为排斥力；由于物质间存在着这两种力量，故而形成了物质不断运动的形态。庄子所谓“野马也，尘埃也，生物之以息相吹也”，早在力学产生前就已感知到物质间因有引力作用而不断运动的内在奥秘。

以这样一种深刻的感知力为基础，庄子继续前行，以人所亲见的浮力现象对远在人视域之外的大鹏飞至九万里高空的问题予以类比论证：“且夫水之积也不厚，则其负大舟也无力。覆杯水于坳堂之上，则芥为之舟，置杯焉则胶，水浅而舟大也。风之积也不厚，则其负大翼也无力。故九万里，则风斯在下矣，而后乃今培风，背负青天，而莫之夭阏者，而后乃今将图南。”从“生物之以息相吹也”的万有引力现象论及到水的浮力现象，从水对舟的浮力作用论及到六月飓风对大鹏飞至九万里高空的推力作用，庄子层层递进，颇有现代科学论证的意味。由此，庄子对于大鹏飞至九万里高空“则风斯在下矣”的想象，就不再是荒诞不经的无端臆想，而是极具理性色彩的科学假想。

在“且夫水之积也不厚”这段文字之前，庄子就已显示出他卓绝千古的科学假想能力：“天之苍苍，其正色邪？其远而无所至极邪？其视下也，亦若是则已矣。”这是庄子的三次“天问”。庄子第一问：天看上去是深蓝色的，难道这是天的本来颜色吗？现代科学告诉我们，天本没有颜色，天看上去是蓝色的，只是人的视觉感受，或者说是天的一种成像效果而已。庄子第二问：天是那样的遥远，它是不是无法穷尽的？现代科学对此作出了肯定回答：是的，宇宙是无穷无尽的。庄子第三问：大鹏从九万里高空朝下看，下面的视觉效果或成像效果是不是也是蓝色的？20世纪60年代卫星拍摄的地球照片，其成像效果就是蓝色的。庄子在公元前发出的三次“天问”，均为几千年后的科学技术所印证，这正说明了庄子科学假想能力的超绝。由此，我们可以进而将庄子视为人类历史上以想象方式进入宇宙太空的航天第一人：庄子凭着自己超绝人寰的想象力天赋，与其假想出的大鹏一同飞翔于九万里高空，仰观蔚蓝色的宇宙太空，俯瞰蔚蓝色的地球家园。在人类航天史上，在中国航天史上，难道不应当将公元前以想象方式进入宇宙太空的庄子视为航天第一人吗？

庄子的《逍遥游》向为世人所欣赏、所看重，但绝少有人确认其中所蕴藏的超绝人寰的科学假想能力，绝少有人确认其中所蕴含的“天体物理学”。这不能不说是《逍遥游》阅读史乃至科学史上的一大遗憾。而当我们确认了《逍遥游》所蕴含的科学假想能力与“天体物理学”，我们就会对《逍遥游》别具只眼，随处可以见出庄子天才般的科学想象力：“蜩与学鸠笑之曰：‘我决起而飞，抢榆枋，时则不至，而控于地而已矣；奚以之九万里而南为？”蜩与学鸠嘲笑大鹏：我想飞就一下子能飞起来，言外之意是笑大鹏想飞但飞不起来，因为大鹏必须等待六月的飓风才有可能飞到九万里高空，即令有六月的飓风，如果风力不够，大鹏也无法实现它苦苦等待一年的飞行梦想。蜩与学鸠还嘲笑大鹏：我的飞行高度为一棵大树的顶端，有时还飞不到这个高度，那么我就落到地上罢了，大鹏你为什么要飞到九万里高空，而且还要朝那么遥远的南冥飞去？言外之意是，我想落就能安全着落，你大鹏想落却落不下来，因为大鹏飞到九万里高空后，落下来非常危险。

小鸟想飞就飞，想落就落；而大鹏不能想飞就飞，想落就落。按之以现代飞行器，直升飞机只要有一小块空地，就可以随时起降；民航大客机则需要有标准的飞机跑道，适宜起降与高空飞行的天气条件以及航线保障，才能够执行飞行的任务，其起飞与降落是安全系数最低的两个时段；至于宇宙飞船的飞行，更是需要数年或数十年的时间准备，需要有航天基地以及大量的人力与物力支持，其起飞与降落的技术要求以及危险性非民航客机所能比。此正所谓：“适莽苍者，三餐而反，腹犹果然；适百里者，宿舂粮；适千里者，三月聚粮。”由此，我们能够再次显示出庄子对于“天体物理学”的假想能力。

《逍遥游》中蕴含有庄子对“天体物理学”的科学假想，这是我们立足于庄子文本作出的笃实结论，而绝非是对庄子文本的过度解读。

二、《逍遥游》中的“巨生物学”

世间既然有“微生物学”，那么也当有“巨生物学”。从人的角度看，庄子笔下的鲲鹏，无疑属于“巨生物学”研究的对象。较之于鲲鹏，现代生物学家研究的对象是地球上的小生物与微生物。故此，从严格意义上说，现代生物学家只能称之为小生物学家、微生物学家。地球上没有巨生物，所以人类没有巨生物学家。但这并不意味着宇宙中就没有巨生物，也不意味着人类不能想象着宇宙巨生物的存在。庄子纯任一己意念展开想象，想象出鲲鹏这样的宇宙巨生物，这是庄子的卓异之处。

与鲲鹏这类宇宙巨生物相比，庄子笔下的蜩与学鸠，无论形体还是视域，都可以归类为“微生物”。所谓“之二虫，又何知”，一个“虫”字，形象说明了大鹏与“之二虫”的天壤之别。在接下来的文字中，庄子继续对蜩与学鸠这类“微生物”作出否定性的表述：“小知不及大知，小年不及大年。奚以知其然也？朝菌不知晦朔，蟪蛄不知春秋，此小年也。楚之南有冥灵者，以五百岁为春，五百岁为秋；上古有大椿者，以八千岁为春，以八千岁为秋，此大年也。而彭祖乃今以久特闻，众人匹之，不亦悲乎？”对“朝菌”一词，古今有不少人错注为“朝生暮死之虫”（高绣注，见郭庆藩《庄子集释》）。我们认为，庄子在“菌”前冠以“朝”字，言明其生命的周期只在一个上午，不到中午就死了，所以它不可能知道早晚（晦朔）的差别。即令个别朝菌能够突破一般朝菌的生命限界，最多也只能活到午后，它还是不能知道早晚（晦朔）差别。由此看来，一个“朝”字，极其微妙地说明了一些“微生物”生命的异常短促。在广大的生物界，有生命周期长达一万八千年的“大椿”，有生命周期只在瞬间起灭的“朝菌”。就生命长短而言，生物也有着“巨生物”与“微生物”两极的对立。庄子笔下的蜩与学鸠以及朝菌，从形体之微与寿命之短两个方面看，都可归之为“微生物”。

由于形体与寿命的微末，蜩与学鸠以及朝菌不可能享有大鹏、大椿那样领略茫茫时空的生命大境界。蜩与学鸠以及朝菌当然可以在一方天地间享受着属于自己的自由与幸福。但问题的关键是，蜩与学鸠卻自以为是，以小笑大，尽显其拘于一隅而不知天地宇宙之大的愚执可笑：“我决起而飞，抢榆枋，时则不至，而控于地而已矣；奚以之九万里而南为？”实际上，蜩与学鸠尽管有着想飞就飞、想落就落的自由与幸福，但这种自由与幸福经不住自然界些微变故的打击，瞬间就有可能化为乌有。毛泽东词曰：“鲲鹏展翅，九万里，翻动扶摇羊角。背负青天朝下看，都是人间城郭。炮火连天，弹痕遍地，吓倒蓬间雀。怎么得了，哎呀我要飞跃。”（《念奴娇·鸟儿问答》）一旦地球上有这样或那样的灾难，小鸟就会大量地死于非命；而大鹏早已飞至九万里高空，寰宇间再大的灾难都无法危及到它生命的安全。由毛泽东对小鸟惊惧恐慌之状的形象描绘，可以见出，小鸟的自由与幸福实在不堪一击。不必说人类“炮火连天，弹痕遍地”的战争对小鸟有多大的威胁，就连一个小小的携弓少年也能将小鸟置于死地而后快；而大鹏虽曾有想飞不能飞的苦苦等待，但一旦飞至九万里高空，就尽享其“背负青天朝下看，都是人间城郭”的大自由、大幸福，而绝无一丝一毫的性命之忧。“微生物”与“巨生物”的本质差异，于斯可见。此正所谓“小大之辨也”。

纵观《庄子》一书，有对“巨生物”的大量描写，也有对“微生物”的大量描写。就《庄子》全书而言，庄子及其后学对“巨生物”与“微生物”并没有厚此薄彼之意，此不同于《逍遥游》强调“小大之辨”。以接续《逍遥游》之后的《齐物论》而言，在“齐万物之是非”这一主旨之下，暗含有齐“巨生物”与“微生物”之是非的观念。站在庄子“以道观之，物无贵贱”的哲学立场上看，“以道观之，物无贵贱；以物观之，自贵而相贱；以俗观之，贵贱不在己。以差观之，因其所大而大之，则万物莫不大；因其所小而小之，则万物莫不小。知天地之为稊米也，知毫末之为丘山也，则差数睹矣”（《秋水》）。以宇宙之眼看世界，大的物体，站在更大的角度看，就变成了小的物体；小的物体，站在更小的角度看，就变成了大的物体。世上没有绝对的大，也没有绝对的小。故此，庄子“知天地之为稊米也，知毫末之为丘山也”（《秋水》），“夫天下莫大于秋毫之末，而泰山为小；莫寿乎殇子，而彭祖为夭”（《齐物论》）。

这样一种齐“巨生物”与“微生物”之是非的哲学观念，也同样具有科学价值与意义。现代科学之所以发现了一个微生物的世界，是因为有显微镜这样的技术手段。人类发现微生物，靠的是显微镜。我们不妨设想一下，倘若微生物中有类似于人类的高级生物，它们要想发现人类这样的“巨生物”，就必须发明与显微镜相反的高倍缩小镜，将人类高倍地缩小。倘若真的有这样的微生物，那么就会出现这样一种极其有趣的现象：当人类以显微镜观察微生物活动时，这些微生物也同时以高倍缩小镜观察着人类活动。同理，倘若宇宙中有将人类视为微生物的超大巨生物，它们要想观察人类这样的“微生物”，就必须发明高倍显微镜。科学技术手段能够将不可视的“微生物”或“巨生物”转变为可视的生物。此正所谓：“知天地之为稊米也，知毫末之为丘山也。”

三、《庄子》以“天体物理学”与“巨生物学”开篇的意义

汇总《庄子》一书对“巨生物”与“微生物”的大量描写及其所表达的“天下莫大于秋毫之末，而泰山为小；莫寿乎殇子，而彭祖为夭”（《齐物论》）的观点，可以说，《庄子》一书存在着庄子式的“巨生物学”与“微生物学”。由于庄子所语及的“微生物”有不少为“至精无形”之物，类似于现代量子物理学所研究的微观物理现象；加之庄子对这类“微生物”有“自大视细者不明”“夫精，小之微也”“无形者，数之所不能分也”“小而不寡，大而不多，知量无穷”（《秋水》）等精深认识，与量子物理学的一些核心理论有相同之处，因此，我们又可以说，在《庄子》一书中，存在有庄子式的“天体物理学”与“量子物理学”。

从庄子“齐物论”的角度看，无论是“巨生物”还是“微生物”，无论是“天体物理”现象还是“量子物理”现象，庄子都等量齐观，不厚此薄彼。现在我们要追问的是，既然如此，那庄子又何以在《逍遥游》中厚“巨生物”而薄“微生物”，厚“天体物理”现象而薄“量子物理”现象？究其原因，在我们看来，根由在于庄子的时代，天下纷乱不已，人们都为了自己的蝇头小利“与接为构，日以心斗”（《齐物论》），而缺少大鹏式的不与小鸟争夺狭小生存空间而与天地精神相往来的宇宙胸怀。为蝇头小利“与接为构，日以心斗”，将一个原本广阔的天地变得如同量子微观世界一样日趋狭窄，人类同时也将自己变成了几同于蜗角之争的“微生物”。在人类“拙于用大”（《逍遥游》）而使人类沉沦于“微生物”的时代，《庄子》首篇《逍遥游》一开始就以鲲鹏展翅九万里的生命壮丽与逍遥开篇，意在为“微生物”与微观时代的人类昭示一个“巨生物”与“天体物理”的宇宙空间，昭示一个将灵与肉放飞于“其远而无所至极”的天然宇宙和心灵宇宙的生命大境界。在《庄子》一书中，庄子首先以厚“巨生物”而薄“微生物”、厚“天体物理”现象而薄“量子物理”现象开篇，阐明“小大之辨”，而后在此基础上再进一步，阐明万物无贵贱之分、“天体物理”意义与“量子物理”意义均等的“齐物论”。

因在人类现实社会，人们普遍以精于微观的“微生物学”与“量子物理学”为处世哲学，故庄子先以“巨生物学”“天体物理学”否定“微生物学”“量子物理学”；经此否定后，还须将“微生物学”与“巨生物学”“天体物理学”与“量子物理学”等量齐观，这样才能达到“兼怀万物”（《秋水》）的道之至境。庄子这种思想路线在《秋水》篇中得到了具体的体现。《秋水》先以北海之辽阔对河伯的自得予以否定，接着由北海若发表了一番贬抑“微生物”与“量子物理学”的言论：“井蛙不可以语于海者，拘于虚也；夏虫不可以语于冰者，笃于时也；曲士不可以语于道，束于教也。”此番言论与《逍遥游》“之二虫，又何知”以及“朝菌不知晦朔，蟪蛄不知春秋”同义。随后，北海若指出：“今尔出于崖涘，观于大海，乃知尔丑，尔将可与语大理矣。天下之水，莫大于海。”先破除“微生物”深陷于“量子”微观世界的洋洋自得，而后说明惟有破除“微生物”与“量子”微观世界的“小我”，方可朝着“语大理”的“大我”世界迈进，此又与《逍遥游》向“微生物”与微观世界时代的人类昭示一个“巨生物”与“天体物理”的宇宙世界同旨。但《秋水》不限于此，又在上述基础上继续前行，将主题引向了一个“微生物”与“巨生物”“天体物理”与“量子物理”等量齐观的新高度：“河伯曰：‘然则吾大天地而小豪末，可乎？北海若曰：‘否。夫物，量无穷，时无止，分无常，终始无故。是故大知观于远近，故小而不寡，大而不多，知量无穷；证向今故，故遥而不闷，掇而不跂，知时无止；察乎盈虚，故得而不喜，失而不忧，知分之无常也；明乎坦涂，故生而不说，死而不祸，知终始之不可故也。计人之所知，不若其所不知；其生之时，不若未生之时；以其至小，求穷其至大之域，是故迷乱而不能自得也。由此观之，又何以知毫末之足以定至细之倪，又何以知天地之足以穷至大之域！”河伯在北海若“巨生物学”的引导下，意欲厚“巨生物”“天体物理”而薄“微生物”“量子物理”时，不料北海若又作出了否定性的回答，并阐明了一番“小而不寡，大而不多”的哲理：无论是“巨生物”还是“微生物”，无论是“天体物理”还是“量子物理”，都是“物量无穷”的，毫末不足以定至细之倪，天地之不足以穷至大之域。这也就是说，即令是再巨大的物体，也是有边际的；即令是再微末的物体，也是难以穷尽的。“物量无穷”，此与现代量子物理学理论有极为相似之处。

由以上对《秋水》篇的论述，我们清楚地看到，庄子的思维具有不断否定而层层递进的自我更新精神。从《逍遥游》到《齐物论》，同样显示出庄子的自我更新精神。反过来说，庄子之所以能够达到《齐物论》的思维高度，是因前有《逍遥游》对人类日常思维、旧有的思维模式的突破与超越。具体而言，《庄子》的首篇《逍遥游》一开始就以“不知其几千里也”的鲲鹏之变以及大鹏展翅九万里高空的超凡想象与思考开篇，将人类的思维从旧有的经验世界中解放出来，带入到了一个超越人的视域的“巨生物”与“天体物理学”的宇宙天地。由此，庄子在《庄子》一书的开篇就将自己的思维置放于一个“玄之又玄”的高起点。有了这一不受旧的思想牢笼束缚的高起点，庄子就能够如同大鹏一样，乘着思想风暴的强大推力，张开思维的翅膀，自由驰骋于“其远而无所至极”的思想王国“而莫之夭阏者”。《秋水》之所谓“今尔出于崖涘，观于大海，乃知尔丑，尔将可与语大理矣”，也正说明人要获得思维的极大自由与解放，必须首先像大鹏飞至蜩与学鸠这类“微生物”无法企及的九万里高空一样，突破旧的“微观”世界的思想牢笼，将思维提升到超越自身并朝着广大方向驰骋的精神高度。而有了人的思维的极大自由与解放，人的思维不惟能够朝着“至大之域”飞越，也能朝着“至细之倪”深入。这是因为，无论是“至大之域”还是“至细之倪”，都是人的视域所不及的，都不在人的经验世界之内，都需要人的思维突破俗諦的桎梏方有可能达至。