(直接用)天体运动专题复习

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,专题复习：天体运动,临潼中学,许慧,（一）、万有引力定律,1,内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量,m,1,和,m,2,的,_,成正比，与它们之间,_,成反比,2,公式：,F,_,，,引力常量：,G,6.6710,11,Nm,2,/kg,2,乘积,距离,r,的二次方,基础知识梳理,基础知识梳理,（二）、开普勒行星运动定律,定律,内容,图示,开普勒第一定律,所有的行星绕太阳运动的轨道都是,_,，太阳处在椭圆的一个,_,上,开普勒第二定律,对任意一个行星而言，它与太阳的,_,在相等的时间内扫过,_,的面积,开普勒第三定律,所有行星轨道半长轴的,_,方跟它的公转周期的,_,方的比值都相等,.,k,椭圆,焦点,连线,相等,三次,二次,特别提示：,开普勒三定律虽然是根据行星绕太阳的运动总结出来的，但也适用于卫星绕行星的运动,万有引力在天文学上的应用,（三）天体问题分析,基本方法,:,我们将天体运动简化为匀速圆周运动，天体运动的向心力由万有引力提供,天体运动模型,M,r,m,基本关系式：,（四） 黄金代换式,不考虑天体自转，对在任何天体表面的物体都可以近似认为,mg, ，从而得出,GM,gR,2,(,通常称为,黄金代换式,),其中,M,为该天体的质量，,R,为该天体的半径，,g,为相应天体表面的重力加速度,一：计算天体的质量和密度,例题,1,：天宫一号于,2011,年,9,月,29,日成功发射，它将和随后发射的神州飞船在空间完成交会对接，实现中国载人航天工程的一个新的跨越。天宫一号进入运行轨道后，其运行周期为,T,，距地面的高度为,h,，已知地球半径为,R,，万有引力常量为,G,。若将天宫一号的运行轨道看做圆轨道，求：,（,1,）地球质量,M,；,（,2,）地球的平均密度。,解：（,1,）万有引力充当向心力，所以 有,（,2,）地球的平均密度,若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径,r,等于天体半径,R,，则天体密度,(1),通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期,T,，轨道半径,r,.,由万有引力等于向心力，即 得出中心,天体质量,M,方法总结,：如何,计算天体的质量和密度,方法总结：,(2),利用天体表面的重力加速度,g,和天体半径,R,.,由于,mg,，故天体质量,M, ，,天体密度,二：天体运动规律 （以卫星绕地球为例）,卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系,总结：,当卫星稳定运行时，轨道半径,r,越大，,v,越小，,越小，,T,越大；,三：地球的宇宙速度,1.,第一宇宙速度：,v,=,7.9km/s,含义,（,1,）,人造地球卫星的最小发射速度,（,2,）,近地卫星的环绕速度,（,3,）卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度,法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力,法二：重力提供物体作圆周运动的向心力,第一宇宙速度的推导,（已知地球表面重力加速度,g=9.8m/s,2,，,R=6400km,）,、第二宇宙速度,（脱离速度）,这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度,v,2,=11.2 km/s,3、第三宇宙速度（逃逸速度）,这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度,如果人造天体具有这样的速度，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而飞到太阳系外了,v,3,=16.7 km/s,例,3,：一宇航员在星球上以速度,V,竖直上抛一物体，经,t,秒落回手中，已知该星球半径为,R,，则该星球的第一宇宙速度为多大？,析：根据竖直上抛运动求该星球表面的重力加速度，再用第一宇宙速度表达式即可求得。,六,.,巩固练习,1.(2009,广东卷,),宇宙飞船在半径为,R1,的轨道上运行，变轨后的半径为,R2,，,R1,R2,，宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的,(,),A,线速度变小,B,角速度变小,C,周期变大,D,向心加速度变大,3.,若已知某行星绕太阳公转的半径为,r,，公转周期为,T,，万有引力常量为,G,，则由此可求出,（ ）,A.,某行星的质量,B .,太阳的质量,C.,某行星的密度,D.,太阳的密度,3.,美国的全球卫星定位系统,(,简称,GPS),由,24,颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为,20000 km.,我国的“北斗一号”卫星定位系统由三颗卫星组成，三颗卫星都定位在距地面,36000 km,的地球同步轨道上比较这些卫星，下列说法中正确的是,(,),A,“北斗一号”系统中的三颗卫星的质量必须相同,B,GPS,的卫星比“北斗一号”的卫星周期短,C,GPS,的卫星比“北斗一号”的卫星的加速度大,D,GPS,的卫星比“北斗一号”的卫星的运行速度小,（,2009,年北京卷）,22.,（,16,分）已知地球半径为,R,，地球表面重力加速度为,g,，不考虑地球自转的影响。,（,1,）推导第一宇宙速度,v1,的表达式；,（,2,）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为,h,，求卫星的运行周期,T,