重点高中物理天体运动知识

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高中物理天体运动公式总结

高中物理天体运动公式总结

高中物理天体运动公式总结1. 天体运动基础知识在我们仰望星空的时候,天体的运动其实并不神秘,只要掌握了几个基本的公式,大家就能明白宇宙中那些美丽的运动规律啦。

1.1 行星运动首先,行星绕太阳运动的轨道是椭圆的,太阳在一个焦点上。

这个基本事实是由开普勒提出的哦。

开普勒定律中有个非常重要的公式:( T^2 / R^3 = text{常数} ),其中( T ) 是行星的公转周期,( R ) 是行星与太阳的平均距离。

简单来说,这就是“公转周期的平方与轨道半径的立方成正比”。

1.2 引力定律再说说牛顿的引力定律,这可是基础中的基础!牛顿告诉我们,两个天体之间的引力可以用公式表示:( F = G frac{m_1 cdot m_2}{r^2} )。

其中,( G ) 是引力常数,( m_1 ) 和( m_2 ) 是两个天体的质量,( r ) 是它们之间的距离。

这个公式告诉我们,距离越远,引力越小;质量越大,引力越大。

2. 运动公式的实际应用了解了这些基本公式后,我们就可以运用这些理论来解决实际问题啦。

2.1 计算天体轨道如果我们知道了一个行星的公转周期 ( T ) 和距离 ( R ),我们可以利用开普勒定律来计算其他行星的运动情况。

例如,如果你想知道火星的轨道特性,只需要知道火星的周期和它离太阳的平均距离就行了,计算出来的结果非常可靠。

2.2 星体的速度天体的速度也是一个很有意思的话题!使用公式 ( v = sqrt{G frac{M}{r}} ),你可以计算天体在其轨道上的线速度。

其中 ( M ) 是天体的质量,( r ) 是天体到天体的距离。

这个公式说明了,天体离中心越近,速度越快。

3. 天体运动中的特殊现象在天体运动中,还有一些特别的现象值得一提,它们有时让我们感到惊奇和震撼。

3.1 行星逆行比如说行星逆行现象,这可真是天文界的奇妙现象。

在某些时候,一些行星看起来好像在自己的轨道上倒退了。

这其实是因为地球和这些行星之间的相对运动造成的,虽然有点拗口,但你可以把它想象成交通堵塞的时候你看别人车子倒退的感觉。

高一物理天体运动知识点总结

高一物理天体运动知识点总结

高一物理天体运动知识点总结一、天体运动的基本概念天体运动是指天体在空间中的运动过程,包括行星、卫星、恒星等天体的运动。

天体运动是宇宙中的基本现象之一,研究天体运动可以揭示宇宙的本质和规律。

二、天体运动的基本规律1. 开普勒定律开普勒定律是描述行星运动的基本规律,包括开普勒第一定律(行星绕太阳运动的轨道是一个椭圆)、开普勒第二定律(行星在轨道上的面积速率是恒定的)和开普勒第三定律(行星公转周期的平方与轨道长轴的立方成正比)。

2. 轨道运动天体在宇宙中的运动基本上都是绕着某个中心进行的,这个中心可以是恒星、行星或其他天体。

天体绕中心运动的轨道有椭圆、圆、抛物线和双曲线四种类型。

3. 万有引力定律万有引力定律是描述天体之间相互作用的基本规律,它表明任何两个物体之间都存在引力,且引力的大小与两个物体的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

万有引力定律是描述天体运动的重要依据。

三、天体运动的影响因素1. 天体的质量天体的质量决定了其对其他天体的引力大小,质量越大,引力越大。

2. 天体之间的距离天体之间的距离越近,它们之间的引力就越大,反之亦然。

3. 初始速度天体在开始运动时的初始速度也会影响其轨道形状,初始速度越大,轨道越开放,初始速度越小,轨道越封闭。

四、天体运动的应用1. 行星轨道计算利用开普勒定律和万有引力定律,可以计算行星的轨道形状、周期等参数,从而更好地了解行星的运动规律。

2. 卫星发射与轨道设计在卫星发射过程中,需要根据地球的引力和速度等因素,确定卫星的发射角度和速度,以使卫星进入预期的轨道。

3. 天文观测与导航系统天体运动的知识可以帮助天文学家进行天文观测,研究宇宙的演化和变化。

此外,天体运动的规律也是导航系统中的重要基础,如全球定位系统(GPS)就是基于卫星运动的原理来实现位置定位的。

五、天体运动的未解之谜尽管我们对天体运动有了深入的研究,但仍有一些未解之谜。

例如,黑洞的运动规律、宇宙的扩张速度等问题,仍需要进一步的研究和探索。

物理高一必修二天体知识点

物理高一必修二天体知识点

物理高一必修二天体知识点物理高一必修二天体知识点主要包括有关天体的基本概念、行星运动和引力定律等内容。

以下将对这些知识点进行详细介绍。

一、基本概念1. 天体:指存在于宇宙中的各种天体,如恒星、行星、卫星等。

2. 星系:由大量星体组成的天体系统,如银河系、仙女座星系等。

3. 宇宙:包括了所有存在的空间、时间和能量。

宇宙是无限的。

二、行星运动1. 行星运动:行星绕太阳运动的轨迹被称为椭圆轨道。

这种运动被称为行星公转。

2. 椭圆轨道:椭圆轨道由近日点和远日点组成。

近日点是离太阳最近的点,远日点是离太阳最远的点。

3. 开普勒三定律:开普勒通过实验和观察总结出了行星运动的三个定律:- 第一定律:行星运动轨道为椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。

- 第二定律:相同时间内,行星在椭圆轨道上扫过的面积相等。

- 第三定律:行星公转周期的平方与平均距离的立方成正比。

三、引力定律1. 引力:物体之间的吸引力称为引力。

引力是一种万有力,适用于所有物体之间的相互作用。

2. 引力定律:牛顿通过实验得出了引力定律,即任何两个物体之间的引力与它们质量的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。

3. 地球上的重力:地球对物体的吸引力即为重力,重力的大小取决于物体的质量和离地球的距离。

四、天体的性质1. 恒星:恒星是由巨大的氢气球体中心核聚变产生的能量而发光的天体。

恒星通过核融合反应将氢转变为氦,并释放大量能量。

2. 卫星:绕行行星或恒星的天体称为卫星。

例如,地球的卫星是月球。

3. 小行星:太阳系中绕太阳运行,没有清理出来的一些天体,它们的体积较小,不具备行星特征。

它们主要存在于小行星带中。

总结:物理高一必修二天体知识点主要包括天体的基本概念、行星运动和引力定律等内容。

掌握这些知识对于理解宇宙的奥秘和天体运动有着重要的意义。

通过学习天体知识,我们可以更好地理解地球的运动、星体的特性以及宇宙的起源和演化。

高中物理天体运动总结

高中物理天体运动总结

高中物理天体运动总结一:天体的运动到底是怎样的——科学发展史早期人们根据太阳东升西落等自然现象,建立了地心说。

以托勒密为代表的科学家完善了地心说:托勒密认为,地球处于宇宙中心静止不动。

从地球向外依次有月球、水星、金星、太阳、火星、木星和土星,这些天体在各自的轨道上绕地球运转。

地心说在描述天体运动时非常复杂,哥白尼认为如果有上帝那么天体的运动不会如此丑陋。

哥白尼首次提出日心说:太阳是不动的,而且在宇宙中心,地球以及其他行星都一起围绕太阳做圆周运动,只有月亮环绕地球运行。

到底天体是怎样运动的呢?科学家第谷在没有天文望远镜的帮助下仅靠肉眼观测,经过20年的观测,第谷积累了大量的观测数据,发现了许多新的天文现象。

之后开普勒接受第谷的邀请,给第谷当助手。

开普勒在第谷去世后,认真地研究了第谷的记录数据。

通过大量的计算开普勒发现了行星运动的三大规律。

这三大定律,分别是轨道定律、面积定律和周期定律。

分别描述为:所有行星分别是在大小不同的椭圆轨道上运行;在同样的时间里行星向径在轨道平面上所扫过的面积相等;行星公转周期的平方与它同太阳距离的立方成正比。

开普勒三定律使开普勒得到了“天空立法者”的美名。

二:天体运动的原因开普勒三定律是在大量观测事实上得到的,是不容置疑的,但为什么天体的运动会这样呢?是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?牛顿经过研究得到了答案。

牛顿认为:天体做圆周运动,必然有一种力来充当向心力,提供向心加速度。

为什么天体间存在着这样一个吸引力?结合地面物体会受到地球的吸引力即重力,牛顿大胆猜想,天体间的引力很可能和地面上物体受到地球的引力一样。

进一步猜想物体间的引力有可能是普遍存在的。

重力和物体的质量成正比,而且根据牛顿第三定律地球吸引物体的同时物体也会吸引地球,所以这个引力也和地球的质量成正比。

通过结合开普勒的周期定律牛顿计算出引力和两物体间的距离成反比。

由此牛顿得到了万有引力定律。

万有引力定律:任何物体之间都有相互吸引力,这个力的大小与各个物体的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。

高中物理天体运动知识点总结

高中物理天体运动知识点总结

高中物理天体运动知识点总结一、质点的运动(1)------直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}8.实验用推论Δs=aT2{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。

注:(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;(4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。

2)自由落体运动1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。

(3)竖直上抛运动1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。

高中物理天体运动知识点

高中物理天体运动知识点

高中物理天体运动知识点在高中物理的学习中,天体运动是一个重要且有趣的部分。

它不仅帮助我们理解宇宙中天体的运行规律,还为我们打开了探索未知世界的大门。

接下来,让我们一起深入了解天体运动的相关知识点。

一、开普勒定律开普勒定律是描述天体运动的基本规律,包括三条重要内容:1、开普勒第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。

这意味着行星的轨道不是完美的圆形,而是椭圆形,且太阳并非位于中心,而是在焦点之一的位置。

2、开普勒第二定律(面积定律):对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

简单来说,就是行星在靠近太阳时运动速度较快,远离太阳时运动速度较慢,但单位时间内扫过的面积相同。

3、开普勒第三定律(周期定律):所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。

用公式表示为:$\frac{a^3}{T^2} = k$,其中$a$是轨道半长轴,$T$是公转周期,$k$是一个对所有行星都相同的常量,但对于不同的恒星系统,$k$值不同。

二、万有引力定律万有引力定律是由牛顿发现的,它指出:任何两个物体之间都存在相互吸引的力,其大小与这两个物体的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。

公式为:$F = G\frac{m_1m_2}{r^2}$,其中$F$是两个物体之间的引力,$G$是引力常量,约为$667×10^{-11} N·m^2/kg^2$,$m_1$和$m_2$分别是两个物体的质量,$r$是两个物体质心之间的距离。

万有引力定律是天体运动的核心定律,它解释了天体之间的相互作用和运动规律。

例如,地球围绕太阳公转就是因为受到太阳对地球的万有引力作用。

三、天体质量和密度的计算1、利用万有引力定律计算天体质量对于绕中心天体做匀速圆周运动的天体,可根据万有引力提供向心力来计算中心天体的质量。

假设一个天体$m$绕中心天体$M$做匀速圆周运动,轨道半径为$r$,周期为$T$,则有:$G\frac{Mm}{r^2} =m\frac{4\pi^2}{T^2}r$,解得中心天体质量$M =\frac{4\pi^2r^3}{GT^2}$。

高中物理天体运动公式大全

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高中物理天体运动公式大全1. 万有引力定律公式。

- F = G(Mm)/(r^2)- 其中F是两个物体间的万有引力,G = 6.67×10^-11N· m^2/kg^2(引力常量),M和m分别是两个物体的质量,r是两个物体质心之间的距离。

2. 天体做圆周运动的基本公式(以中心天体质量为M,环绕天体质量为m,轨道半径为r)- 向心力公式。

- 根据万有引力提供向心力F = F_向- G(Mm)/(r^2)=mfrac{v^2}{r}(可用于求线速度v=√(frac{GM){r}})- G(Mm)/(r^2) = mω^2r(可用于求角速度ω=√(frac{GM){r^3}})- G(Mm)/(r^2)=m((2π)/(T))^2r(可用于求周期T = 2π√((r^3))/(GM))- G(Mm)/(r^2)=ma(a=(GM)/(r^2),这里的a是向心加速度)3. 黄金代换公式。

- 在地球表面附近(r = R,R为地球半径),mg = G(Mm)/(R^2),可得GM = gR^2。

这个公式可以将GM用gR^2替换,方便计算。

4. 第一宇宙速度公式(近地卫星速度)- 方法一:根据G(Mm)/(R^2) = mfrac{v^2}{R},且mg = G(Mm)/(R^2),可得v=√(frac{GM){R}}=√(gR)(R为地球半径,g为地球表面重力加速度),v≈7.9km/s。

- 第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度,也是卫星发射的最小速度。

5. 第二宇宙速度公式(脱离速度)- v_2=√(frac{2GM){R}},v_2≈11.2km/s,当卫星的发射速度大于等于v_2时,卫星将脱离地球的引力束缚,成为绕太阳运动的人造行星。

6. 第三宇宙速度公式(逃逸速度)- v_3=√((2GM_日))/(r_{地日) + v_地^2}(其中M_日是太阳质量,r_地日是日地距离,v_地是地球绕太阳的公转速度),v_3≈16.7km/s,当卫星的发射速度大于等于v_3时,卫星将脱离太阳的引力束缚,飞出太阳系。

高一物理天体运动知识点总结

高一物理天体运动知识点总结

高一物理天体运动知识点总结天体运动是物理学中一个重要的研究领域,涉及到天体的运动规律、星系的形成和演化等多个方面。

本文将对高一物理课程中的天体运动知识点进行总结,帮助读者更好地理解和掌握这一内容。

一、天体运动的基本概念天体运动是指天体在空间中的运动状态和规律。

天体包括行星、恒星、卫星、彗星等,它们在宇宙中按照一定的规律运动着。

天体运动有两个基本要素:一是天体的位置,即天体所处的空间坐标;二是天体的速度,即天体在单位时间内所运动的距离。

二、天体运动的基本规律1. 开普勒定律开普勒定律是描述行星运动的规律,包括开普勒第一定律(行星轨道是椭圆)、开普勒第二定律(行星与太阳连线在相等时间内扫过相等面积)和开普勒第三定律(行星轨道半长轴的立方与周期的平方成正比)。

2. 牛顿运动定律牛顿运动定律是描述天体运动的基本定律,包括牛顿第一定律(惯性定律,物体静止或匀速直线运动时受力为零)、牛顿第二定律(物体受到的合力等于物体质量与加速度的乘积)和牛顿第三定律(作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在不同物体上)。

三、行星运动的特点行星是太阳系中的天体,它们按照一定的规律绕太阳运动。

行星运动的特点包括:1. 行星轨道是椭圆,其中太阳位于椭圆的一个焦点上。

2. 行星沿椭圆轨道运动,离太阳越近速度越快,离太阳越远速度越慢。

3. 行星在椭圆轨道上运动的周期与它们距离太阳的平均距离的立方成正比。

四、人造卫星的运行人造卫星是人类制造并发射到地球轨道或其他天体轨道上的物体。

人造卫星的运行包括:1. 发射:人造卫星通过火箭发射入轨道,发射时需要考虑速度和角度等因素。

2. 轨道:人造卫星在轨道上绕地球或其他天体运行,轨道的选择根据任务需求和技术条件确定。

3. 稳定:人造卫星需要保持稳定的轨道和姿态,以便完成任务。

4. 通信:人造卫星可以用于通信,通过接收和发送信号来实现信息传输。

五、宇宙飞船的运行宇宙飞船是载人或无人驾驶的飞船,用于在宇宙中进行飞行和探测任务。

高中物理天体运动(超经典)

高中物理天体运动(超经典)

天体运动(经典版) 一、开普勒运动定律1、开普勒第一定律:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上.2、开普勒第二定律:对于每一个行星而言,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等.3、开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等. 二、万有引力定律1、内容:宇宙间的一切物体都是互相吸引的,两个物体间的引力大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比. 2、公式:F =G221r m m ,其中2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-,称为为有引力恒量。

3、适用条件:严格地说公式只适用于质点间的相互作用,当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,公式也可近似使用,但此时r 应为两物体重心间的距离.注意:万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来,是自然界中最普遍的规律之一,式中引力恒量G 的物理意义:G 在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力.4、万有引力与重力的关系:合力与分力的关系。

三、卫星的受力和绕行参数(角速度、周期与高度)1、由()()22mMv G m r h r h =++,得v =h↑,v↓2、由G()2h r mM+=mω2(r+h ),得ω=()3h r GM+,∴当h↑,ω↓3、由G ()2h r mM+()224m r h T π=+,得T=()GM h r 324+π ∴当h↑,T↑注:(1)卫星进入轨道前加速过程,卫星上物体超重. (2)卫星进入轨道后正常运转时,卫星上物体完全失重. 4、三种宇宙速度(1)第一宇宙速度(环绕速度):v 1=7.9km/s ,人造地球卫星的最小发射速度。

也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。

计算:在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力,重力就是卫星做圆周运动的向心力.()21v mg m r h =+.当r >>h 时.g h ≈g 所以v 1=gr =7.9×103m/s第一宇宙速度是在地面附近(h <<r ),卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度. (2)第二宇宙速度(脱离速度):v 2=11.2km/s ,使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度. (3)第三宇宙速度(逃逸速度):v 3=16.7km/s ,使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度. 四、两种常见的卫星 1、近地卫星近地卫星的轨道半径r 可以近似地认为等于地球半径R ,其线速度大小为v 1=7.9×103m/s ;其周期为T =5.06×103s=84min 。

高中物理必修二天体运动

高中物理必修二天体运动

高中物理必修二天体运动
高中物理必修二天体运动包括:
1、太阳系的结构:太阳系由太阳、八大行星、行星环、小行星带、彗星等组成,它们均遵循简单的公转和自转运动规律。

2、地球公转和自转:公转是指地球绕太阳公转的运动,一个公转周期约为365日。

而自转是指地球围绕自身的轴向自转,一个自转周期为23小时56分钟,这些运动实践使得每天有一天白天,一天黑夜
3、月球公转:是指月球绕地球公转的运动,这个运动周期则叫月相,是比较常见的一种天体运动,历时一个月。

4、月球自转:月球的自转是指月球围绕自身的轴向自转,而这个自转周期恰好与它的公转周期相同,也是27.3217日。

这就是为什么你从地球上看月亮,一周之中月相的变化就一直是一种一个模样的原因。

天体运动知识点

天体运动知识点

第二讲天体运动一、两种对立的学说1.地心说(1)地球就是宇宙的中心,就是静止不动的;太阳、月亮以及其她行星都绕_地球运动;(2) 地心说的代表人物就是古希腊科学家__托勒密__.2.日心说(1)__ 太阳_就是宇宙的中心,就是静止不动的,所有行星都绕太阳做__匀速圆周运动__;(2)日心说的代表人物就是_哥白尼_.二、开普勒三大定律行星运动的近似处理在高中阶段的研究中可以按圆周运动处理,开普勒三定律就可以这样表述:(1)行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太阳处在圆心;(2)对某一行星来说,它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变,即行星做匀速圆周运动;(3)所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,即r3T2=k、三、太阳与行星间的引力1.模型简化:行星以太阳为圆心做__匀速圆周__运动.太阳对行星的引力,就等于行星做_匀速圆周_运动的向心力.2.太阳对行星的引力:根据牛顿第二定律F=mv2r与开普勒第三定律r3T2∝k可得:F∝___mr2__、这表明:太阳对不同行星的引力,与行星的质量成___正比_,与行星与太阳间距离的二次方成___反比___.3.行星对太阳的引力:太阳与行星的地位相同,因此行星对太阳的引力与太阳对行星的引力规律相同,即F′∝_Mr2 4.太阳与行星间的引力:根据牛顿第三定律F=F′,所以有F∝Mmr2_,写成等式就就是F=_GMmr2__、四、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m1与m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比、2、公式: F=G(1)G 叫做引力常量,(2)单位:N·m²/kg²。

在取国际单位时,G就是不变的。

(3)由卡文迪许通过扭秤实验测定的,不就是人为规定的。

3、万有引力定律的适用条件(1)在以下三种情况下可以直接使用公式F=Gm1m2r2计算:内容理解开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都就是椭圆,太阳处在椭圆的一个上。

高一物理天体总结知识点

高一物理天体总结知识点

高一物理天体总结知识点天体物理学是研究宇宙中各种天体及其相互作用的学科。

在高一物理学习中,我们学习了一些基本的天体知识,包括天体的分类、运动定律、星系结构等等。

下面,我将对这些知识点进行总结。

一、天体分类天体可以根据其性质和组成进行分类。

最常见的分类方式是按照亮度和能量输出进行划分,包括恒星、行星、卫星、彗星、小行星等。

其中,恒星是由气体和尘埃组成的巨大物体,能够通过核聚变释放出巨大的能量。

行星是围绕恒星运动的天体,其分为内行星和外行星。

卫星是绕行星运动的天体,包括地球的月球。

彗星是由冰和尘埃组成的天体,其在靠近恒星时会产生明亮的尾巴。

小行星是行星和彗星之间的过渡物体,其数量巨大,分布在太阳系各个区域。

二、天体运动定律开普勒运动定律是描述行星和卫星运动的基本规律。

根据开普勒运动定律,行星和卫星绕着恒星运动的轨道是椭圆形状的,恒星位于椭圆的一个焦点上。

而行星和卫星在不同位置的行驶速度是不同的,离恒星越近速度越快,离恒星越远速度越慢。

此外,开普勒第三定律还揭示了行星和卫星的运动周期与其距离恒星距离的关系。

三、星系结构星系是由星星、气体、尘埃等组成的巨大物体,是宇宙中的基本单位。

根据星系的结构和形态,可以将其分为螺旋星系、椭圆星系、不规则星系等几种类型。

螺旋星系由旋臂和核心组成,其中旋臂包含了大量的年轻恒星,核心则主要是由老年恒星和恒星残骸构成。

椭圆星系则具有椭圆形的外观,其有着较高的恒星密度和缺乏旋转的特点。

不规则星系则没有明显的形态结构。

四、宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论是解释宇宙起源和演化的一种理论。

该理论认为,宇宙起源于一次巨大的爆炸,即大爆炸,在此之后,宇宙开始不断膨胀并演化。

根据该理论,宇宙的膨胀速度会受到引力的影响,如果宇宙中的物质密度大于临界密度,那么宇宙将会膨胀到一定程度后开始收缩,最终走向大坍塌;如果宇宙中的物质密度小于临界密度,那么宇宙将会继续膨胀,直到无限大。

五、黑洞黑洞是宇宙中最神秘的天体之一,它具有极大的质量和密度,甚至光都无法逃离其引力。

高中天体物理知识点

高中天体物理知识点

高中天体物理知识点关键信息项:1、开普勒定律开普勒第一定律(轨道定律)开普勒第二定律(面积定律)开普勒第三定律(周期定律)2、万有引力定律定律内容表达式适用条件3、天体运动的基本模型中心天体不动模型双星模型三星模型4、卫星的发射、运行与变轨发射速度与环绕速度同步卫星变轨问题5、宇宙速度第一宇宙速度第二宇宙速度第三宇宙速度11 开普勒定律111 开普勒第一定律(轨道定律):所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。

112 开普勒第二定律(面积定律):对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

113 开普勒第三定律(周期定律):所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。

其表达式为:$\frac{a^3}{T^2}=k$,其中$a$是椭圆轨道的半长轴,$T$是行星绕太阳公转的周期,$k$是一个对所有行星都相同的常量。

12 万有引力定律121 定律内容: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$m_2$的乘积成正比、与它们之间距离$r$的二次方成反比。

122 表达式:$F=G\frac{m_1m_2}{r^2}$,其中$G$为引力常量,$G = 667×10^{-11} N·m^2/kg^2$。

123 适用条件:严格地说,万有引力定律只适用于质点间的相互作用。

两个质量分布均匀的球体间的相互作用,也可用万有引力定律计算,其中$r$是两个球体球心间的距离。

一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用,其中$r$为质点到球心的距离。

13 天体运动的基本模型131 中心天体不动模型:通常将天体的运动近似看成匀速圆周运动,其向心力由万有引力提供。

即$G\frac{Mm}{r^2}=m\frac{v^2}{r}=m\omega^2r=m(\frac{2\pi}{T})^2r$,由此可推导出线速度$v$、角速度$\omega$、周期$T$等与轨道半径$r$的关系。

高中物理之天体运动知识点

高中物理之天体运动知识点

高中物理之天体运动知识点开普勒的行星运动三定律开普勒第一定律开普勒第一定律即为椭圆轨道定律,其内容为:所有的行星围绕太阳运动的轨道是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上,如图。

此定律说明不同行星的椭圆轨道是不同的。

开普勒第二定律又叫面积定律,其内容为:连接太阳和行星的连线(矢径)在相等的时间内扫过相等的面积,如图。

此定律说明行星离太阳越近,其运行速率越大。

开普勒第三定律开普勒第三定律即为周期定律,其内容为:行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值是一个常数。

即,其中r代表椭圆轨道的半长轴,T代表行星运动的公转周期,k是一个与行星无关的常量。

对的认识:在图中,半长轴是AB间距的一半,不要认为a 等于太阳到A点的距离;T是公转周期,不要误认为是自转周期,如地球的公转周期是一年,不是一天。

(1)在以后的计算问题中,我们都把行星的轨道近似为圆,把卫星的运行轨道也近似为圆,这样就使问题变得简单,计算结果与实际情况也相差不大。

(2)在上述情况下,的表达式中,a就是圆的半径R,利用的结论解决某些问题很方便。

注意①比例系数k是一个与行星无关的常量,但不是恒量,在不同的星系中,k值不相同。

②在太阳系中,不同行星的半长轴都不相同,故其公转周期也不相等。

③卫星绕地球转动、地球绕太阳转动遵循相同的运动规律。

易错点在认识行星做椭圆运动时的向心力大小及速度大小时易错,行星的运动符合能量守恒定律,它们离太阳近时半径小,速度大,向心力也大;离太阳远时半径大,速度小,向心力也小,另一个易错点是找椭圆的半长轴时易错,许多同学在初学时,往往将2倍的半长轴代入题中进行运算。

忽略点本节中的行星运动的轨道为椭圆,是曲线运动,行星在轨道上任一点的速度方向沿该点的切线方向,速度方向易忽略,如:有部分同学认为行星的速度方向垂直于行星与太阳的连线,这种认识是错误的,是将行星的运动视为圆周运动,而实质上其轨道为椭圆。

卡文迪许扭称实验卡文迪许设计了扭称实验来测量万有引力常量,下图是扭称实验的原理图。

高中物理天体运动

高中物理天体运动

高中物理天体运动
天体运动是指天体在宇宙空间中的运动,包括行星、卫星、彗星、小行星等天体的运动。

天体运动是天文学的基础,也是探索宇宙奥秘的重要途径。

天体运动的规律是由万有引力定律和牛顿运动定律所描述的。

根据万有引力定律,天体之间的引力与它们的质量和距离的平方成正比。

而牛顿运动定律则描述了物体在受到力的作用下的运动规律。

在天体运动中,行星绕着恒星运动,卫星绕着行星运动。

行星和卫星的运动轨道都是椭圆形的,而不是圆形的。

这是因为行星和卫星受到其他天体的引力影响,使它们的轨道发生变化。

彗星是一种特殊的天体,它的轨道是非常椭圆的。

彗星的轨道通常是从太阳系外部飞来的,经过太阳系后再飞回太阳系外部。

当彗星靠近太阳时,它的表面会受到太阳辐射的加热,从而产生尾巴。

小行星是太阳系中的一种小天体,它们的轨道通常在行星和卫星之间。

小行星的轨道也是椭圆形的,但它们的轨道比行星和卫星的轨道更加不稳定,因为它们受到其他天体的引力影响更大。

天体运动是宇宙中最基本的运动形式之一,它们的运动规律是由万有引力定律和牛顿运动定律所描述的。

通过研究天体运动,我们可以更好地了解宇宙的奥秘。

高三物理天体重要知识点

高三物理天体重要知识点

高三物理天体重要知识点天体物理学是现代物理学的一个重要分支,研究宇宙中各种天体的性质、演化规律以及宇宙的起源和发展等问题。

作为高中物理课程的一部分,了解天体物理的重要知识点对于学习和理解宇宙的奥秘至关重要。

本文将介绍高三物理天体重要知识点,帮助学生更好地掌握相关内容。

1. 天体测量在天体物理学中,天体测量是最基础的一环。

通过天文观测和测量,我们可以了解天体的位置、距离、运动速度等重要参数。

常用的天体测量方法包括角度测量、光谱测量以及天体距离的测量方法等。

2. 星系与宇宙星系是由恒星、行星、气体、尘埃等天体组成的集合体,是宇宙的基本组成单位。

了解星系的结构、演化和分类,可以帮助我们了解宇宙的组成和演化过程。

目前已经发现的星系大约有2000亿个左右。

3. 恒星与恒星演化恒星是宇宙中最常见的天体,是由气体聚积形成的,其核心温度和压强足够高时会发生核聚变反应,释放出巨大的能量。

恒星的演化过程包括形成、稳定的主序阶段、巨星阶段,甚至爆发为超新星的终结阶段。

4. 星团与星云星团是恒星的聚集体,分为球状星团和疏散星团。

球状星团的恒星密度较高,疏散星团的恒星分布较为稀疏。

星云是由气体和尘埃组成的云状结构,包括散射星云和发射星云。

通过观测星团和星云,可以了解宇宙的结构和演化。

5. 行星与卫星行星是围绕恒星运行的天体,根据其运行轨道的特征可以分为类地行星和类木行星。

目前,已经确认的类地行星有地球、金星、火星等,类木行星有木星、土星等。

行星的卫星是围绕行星运行的天体,例如月亮是地球的卫星。

6. 宇宙的起源和演化宇宙的起源和演化是天体物理学的关键问题之一。

大爆炸理论认为,宇宙起源于一个巨大的爆炸,随后经历了膨胀、星系形成、恒星演化等过程。

宇宙的演化可以通过观测宇宙背景辐射、星系分布等来研究。

7. 引力与天体运动天体之间存在着引力相互作用,根据牛顿的引力定律和开普勒定律,我们可以计算和预测天体的运动轨迹和速度。

了解引力和天体运动的规律,可以帮助我们解释和预测宇宙中的各种现象。

总结天体运动的知识点

总结天体运动的知识点

总结天体运动的知识点一、天体运动的基本规律1. 开普勒三定律开普勒三定律是描述行星运动的基本规律,其中第一定律指出,行星在椭圆轨道上运行,太阳位于椭圆的一个焦点上;第二定律指出,行星和太阳连线在相等的时间内扫过相等的面积;第三定律指出,行星的公转周期的平方与平均轨道半长径的立方成正比。

2. 开普勒运动定律的物理意义开普勒三定律对描述行星的运动有很强的物理意义,它揭示了行星的运动规律,使我们可以更好地理解行星围绕太阳的运动方式以及行星轨道的形状和大小。

3. 牛顿万有引力定律牛顿万有引力定律描述了两个物体之间的引力与它们质量和距离的平方成反比的关系。

该定律在描述行星和其他天体之间的引力作用以及行星公转和自传的运动规律方面有着重要的应用。

4. 行星的自转行星的自转是指行星绕自身轴旋转的运动。

自转的速度、方向和倾角等参数对行星的气候、地理特征以及地球上的时间和季节等有着重要的影响。

二、天体运动的影响1. 天体运动对地球的影响天体运动影响着地球的气候、季节、潮汐等自然现象。

例如,地球公转和自转决定了地球的昼夜变化和季节变化;月球的引力影响地球的潮汐现象,对海洋和大气运动有着重要的影响。

2. 天体运动对人类文明的影响天体运动对人类文明有着深远的影响。

古代人类通过观察天体运动来确定时间、规划农事、寻找方向等。

现代人类通过天文观测来研究宇宙的起源、地球的环境变化以及行星生命的可能性,对于推动科学技术的发展和人类文明的进步有着重要的作用。

三、天体运动的研究方法1. 天文观测天文观测是研究天体运动的基本方法。

通过望远镜、天文台以及太空探测器对天体进行观测,获取天体的位置、速度、亮度等信息,从而揭示天体的运动规律。

2. 数值模拟数值模拟是研究天体运动的重要方法,通过建立数学模型对天体的运动规律进行模拟和预测。

数值模拟可以帮助我们理解天体运动的复杂性和规律性,为天文学研究提供重要的理论依据。

3. 天体力学天体力学是研究天体运动的物理学分支,通过牛顿力学和引力理论等物理学原理分析天体的运动规律,揭示天体之间的相互作用以及天体运动的基本规律。

高中物理天体运动知识点

高中物理天体运动知识点

高中物理天体运动知识点万有引力1.开普勒第三定律:t2/r3=k(=4π2/gm){r:轨道半径,t:周期,k:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}2.万有引力定律:f=gm1m2/r2 (g=6.67×10-11n?m2/kg2,方向在它们的连线上)3.天体上的重力和重力加速度:gmm/r2=mg;g=gm/r2 {r:天体半径(m),m:天体质量(kg)}4.卫星行经速度、角速度、周期:v=(gm/r)1/2;ω=(gm/r3)1/2;t=2π(r3/gm)1/2{m:中心天体质量}5.第一(二、三)宇宙速度v1=(g地r地)1/2=(gm/r地)1/2=7.9km/s;v2=11.2km/s;v3=16.7km/s6.地球同步卫星gmm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/t2{h≈km,h:距地球表面的高度,r 地:地球的半径}摩擦力1、定义:当一个物体在另一个物体的表面上相对运动(或有相对运动的趋势)时,受到的阻碍相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力,叫摩擦力,可分为静摩擦力和滑动摩擦力。

2、产生条件:①接触面坚硬;②相互碰触的物体间有弹力;③接触面间有相对运动(或相对运动趋势)。

说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。

3、摩擦力的方向:①静摩擦力的方向总跟接触面相切,并与相对运动趋势方向相反。

②滑动摩擦力的方向总跟接触面切线,并与相对运动方向恰好相反。

说明:(1)“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。

滑动摩擦力方向可能将与运动方向相同,可能将与运动方向恰好相反,可能将与运动方向变成一夹角。

(2)滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。

4、摩擦力的大小:(1)静摩擦力的大小:①与相对运动趋势的高低有关,趋势越弱,静摩擦力越大,但无法少于最小静摩擦力,即0≤f≤fm 但跟接触面相互挤到压力fn无轻易关系。

具体内容大小可以由物体的运动状态融合动力学规律解。

高三物理下册天体知识点

高三物理下册天体知识点

高三物理下册天体知识点在高三物理下册中,天体知识点是一个非常重要的内容,它与天体运动、天体的形成和演化、宇宙的结构等相关。

下面将介绍一些重要的天体知识点。

一、天体运动1. 行星运动:行星在太阳系中沿椭圆轨道运动,且遵循开普勒定律。

开普勒第一定律表明行星轨道为椭圆形,太阳处于椭圆的一个焦点上;开普勒第二定律说明行星在轨道上的面积速度是恒定的;开普勒第三定律说明行星公转周期的平方与它与太阳距离的立方成正比。

2. 星体自转:恒星、行星等天体存在自转运动,自转轴不一定与公转轴一致。

根据磁场和日晷的改变可以判断星体的自转速度和方向。

二、天体的形成和演化1. 恒星形成:恒星形成于分子云的重力坍缩过程中,其中核心温度和密度足够高时发生氢核聚变,成为主序星。

2. 恒星演化:主序星燃烧核心的氢逐渐耗尽后,核心膨胀形成红巨星,直至核心崩塌或喷发形成类星体。

3. 星系形成:星系通过分子云的重力坍缩,形成原始星系。

合并、吞并等过程导致星系演化。

三、宇宙的结构1. 星际间的介质:星际间存在气体、尘埃和星际物质。

气体主要以氢和少量的氦为主,尘埃由小颗粒组成,星际物质包括行星、彗星及其尘埃等。

2. 星系的分类:星系按形态可分为椭圆星系、螺旋星系和不规则星系。

根据光谱特征可分为主序星系、透镜星系等。

3. 宇宙膨胀:通过观测宇宙射线背景辐射和红移现象,科学家得出了宇宙正在膨胀的结论。

目前广义相对论被广泛接受。

四、引力和运动1. 引力定律:牛顿提出的引力定律表明物体之间存在引力,引力的大小与质量成正比。

2. 行星公转:行星沿椭圆轨道公转,这是由于太阳的引力作用。

根据引力定律,行星与太阳之间的引力与距离的平方成反比。

3. 宇宙扩张:宇宙中的物体相互作用和引力导致整个宇宙的结构不断演化和扩张。

总结:以上只是高三物理下册天体知识点的一部分,天体知识是物理学中的重要内容,通过学习它,我们可以更好地理解宇宙的演化和构成。

我相信,通过不断的学习和实践,我们能够更深入地探索和理解天体知识。

天体运动知识点高中总结

天体运动知识点高中总结

天体运动知识点高中总结天体运动知识点主要包括以下几个方面:1. 天体的运动规律地球、其他行星和卫星都遵循着一定的运动规律。

地球绕太阳公转,同时自转;其他行星也绕太阳公转,同时自转;卫星则围绕行星公转。

通过学习天体的运动规律,学生可以了解宇宙中的运动规律,如行星的公转周期、自转周期等。

2. 天体的轨道每个天体都围绕着自己的轨道运行,轨道形状和大小不同。

通过天体的轨道,可以了解天体之间的相对位置和运动轨迹,掌握天体在宇宙中的运动规律。

3. 天体的视运动天体在观测者的视线中呈现出不同的视运动,包括直线视运动、圆周视运动、椭圆视运动等。

通过学习天体的视运动,可以了解天体在宇宙中的运动规律和相对位置,培养学生观察和推理能力。

4. 天体的周期现象天体运动中存在着一些周期现象,如行星的合、冲、留、升现象;月相的变化;日食、月食等现象。

通过学习天体的周期现象,可以了解宇宙中的运动规律和周期性,培养学生观察和分析能力。

5. 天体的引力作用天体之间存在着引力作用,通过引力作用导致了宇宙中的各种运动现象,如行星的轨道运动、卫星的围绕行星运动等。

通过学习天体的引力作用,可以了解宇宙中的力学规律和运动规律,培养学生分析和推理能力。

6. 天体运动的观测方法观测天体运动是天文学的重要内容,可以通过望远镜观测天体的位置、轨道、视运动等现象,了解天体的运动规律和相对位置。

通过学习天体运动的观测方法,可以培养学生的观察和实验能力,提高他们对天文学的理解和认识。

天体运动知识点涉及了许多复杂的物理现象和数学概念,需要学生具备一定的数理基础和推理能力。

在教学中,可以通过举例、实验、观测等方式,激发学生对天体运动的兴趣,提高他们的学习积极性。

同时,也可以结合最新的科学研究成果和技术手段,让学生了解天体运动领域的最新进展和发展趋势,拓展他们的宇宙观念。

总之,天体运动是高中天文学课程中的重要知识点,通过学习天体运动,可以让学生了解宇宙中的运动规律,掌握宇宙中的基本概念和常识,培养他们的科学思维和观察能力。

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重点高中物理天体运动知识文件编码(GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968)“万有引力定律”习题归类例析万有引力定律部分内容比较抽象,习题类型较多,不少学生做这部分习题有一种惧怕感,找不着切入点.实际上,只要掌握了每一类习题的解题技巧,困难就迎刃而解了.下面就本章的不同类型习题的解法作以归类分析.一、求天体的质量(或密度)1.根据天体表面上物体的重力近似等于物体所受的万有引力,由天体表面上的重力加速度和天体的半径求天体的质量由mg=G得.(式中M、g、R分别表示天体的质量、天体表面的重力加速度和天体的半径.)[例1]宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球,经过时间t,小球落在星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L,若抛出时的初速度增大到2倍,则抛出点与落地点间的距离为L,已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,引力常量为G,求该星球的质量M和密度ρ.[解析]此题的关键就是要根据在星球表面物体的运动情况求出星球表面的重力加速度,再根据星球表面物体的重力等于物体受到的万有引力求出星球的质量和星球的密度.根据平抛运动的特点得抛出物体竖直方向上的位移为设初始平抛小球的初速度为v,则水平位移为x=vt.有○1当以2v的速度平抛小球时,水平位移为x'=2vt.所以有②在星球表面上物体的重力近似等于万有引力,有mg=G③联立以上三个方程解得而天体的体积为,由密度公式得天体的密度为。

2.根据绕中心天体运动的卫星的运行周期和轨道半径,求中心天体的质量卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供,利用牛顿第二定律得若已知卫星的轨道半径r和卫星的运行周期T、角速度或线速度v,可求得中心天体的质量为[例2]下列几组数据中能算出地球质量的是(万有引力常量G是已知的)()A.地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离rB.月球绕地球运行的周期T和地球的半径rC.月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离rD.月球绕地球运动的周期T和轨道半径r[解析]解此题关键是要把式中各字母的含义弄清楚,要区分天体半径和天体圆周运动的轨道半径.已知地球绕太阳运行的周期和地球的轨道半径只能求出太阳的质量,而不能求出地球的质量,所以A项不对.已知月球绕地球运行的周期和地球的半径,不知道月球绕地球的轨道半径,所以不能求地球的质量,所以B项不对.已知月球绕地球运动的角速度和轨道半径,由可以求出中心天体地球的质量,所以C项正确.由求得地球质量为,所以D 项正确.二、人造地球卫星的运动参量与轨道半径的关系问题根据人造卫星的动力学关系可得由此可得线速度v与轨道半径的平方根成反比;角速度与轨道半径的立方的平方根成反比,周期T与轨道半径的立方的平方根成正比;加速度a与轨道半径的平方成反比.[例3两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为,则轨道半径之比和运动速率之比分别为()A.B.C.D.[解析]由可得卫星的运动周期与轨道半径的立方的平方根成正比,由可得轨道半径,然后再由得线速度。

所以正确答案为C项.三、地球同步卫星问题卫星在轨道上绕地球运行时,其运行周期(绕地球一圈的时间)与地球的自转周期相同,这种卫星轨道叫地球同步轨道,其卫星轨道严格处于地球赤道平面内,运行方向自西向东,运动周期为23小时56分(一般近似认为周期为24小时),由得人造地球同步卫星的轨道半径,所以人造同步卫星离地面的高度为,利用可得它运行的线速度为3.07 km/s.总之,不同的人造地球同步卫星的轨道、线速度、角速度、周期和加速度等均是相同的.不一定相同的是卫星的质量和卫星所受的万有引力.人造地球同步卫星相对地面来说是静止的,总是位于赤道的正上空,其轨道叫地球静止轨道.通信卫星、广播卫星、气象卫星、预警卫星等采用这样的轨道极为有利一颗静止卫星可以覆盖地球大约40%的面积,若在此轨道上均匀分布3颗卫星,即可实现全球通信或预警.为了卫星之间不互相千扰,大约30左右才能放置1棵,这样地球的同步卫星只能有120颗.可见,空间位置也是一种资源。

[例4]关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星,下述说法正确的是()A.已知它的质量是1.24t,若将它的质量增为2.84t,其同步轨道半径变为原来的2倍B.它的运行速度为7.9 km/sC.它可以绕过北京的正上方,所以我国能利用其进行电视转播D.它距地面的高度约为地球半径的5倍,所以卫星的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的[解析]同步卫星的轨道半径是一定的,与其质量的大小无关.所以A项错误.因为在地面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星的速度近似等于7.9 km/s,而卫星的线速度随轨道半径的增大而减小,所以同步卫星的线速度一定小于7.9 km/s,实际计算表明它的线速度只有3.07 km/s。

所以B项错误.因同步卫星的轨道在赤道的正上方,北京在赤道以北,所以同步轨道不可能过北京的正上方.所以C项错误.同步卫星的向心加速度,物体在地面上的重力加速度,依题意,所以。

D选项正确。

四、求天体的第一宇宙速度问题人造地球卫星的线速度可用求得可得线速度与轨道的平方根成反比,当r=R时,线速度为最大值,最大值为7.9 km/s.(实际上人造卫星的轨道半径总是大于地球的半径,所以线速度总是小于7.9 km/s)这个线速度是地球人造卫星的最大线速度,也叫第一宇宙速度.发射人造卫星时,卫星发射的越高,克服地球的引力做功越大,发射越困难,所以人造地球卫星发射时,一般都发射到离地很近的轨道上,发射人造卫星的最小发射速度为7.9 km/s.在其他的星体上发射人造卫星时,第一宇宙速度也可以用类似的方法计算,即,式中的M、R、g分别表示某星体的质量、半径、星球表面的重力加速度.[例5]若取地球的第一宇宙速度为8 km/s,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球的1.5倍,这顺行星的第一宇宙速度约为()A.2 km/sB.4 km/sC.16 km/sD.32 km/s[解析]由得8 m/s,某行星的第一宇宙速度为16 m/s五、人造卫星的变轨问题发射人造卫星要克服地球的引力做功,发射的越高,克服地球的引力做功越多,发射越困难.所以在发射同步卫星时先让它进入一个较低的近地轨道(停泊轨道)A,然后通过点火加速,使之做离心运动,进入一个椭圆轨道(转移轨道)B,当卫星到达椭圆轨道的远地点时,再次通过点火加速使其做离心运动,进人同步轨道C。

[例6]如图所示,轨道A与轨道B相切于P点,轨道B与轨道C相切于Q点,以下说法正确的是()A.卫星在轨道B上由P向Q运动的过程中速率越来越小B.卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率C.卫星在轨道B上经过P时的向心加速度与在轨道A上经过P点的向心加速度是相等的D.卫星在轨道B上经过Q点时受到地球的引力小于经过P点的时受到地球的引力[解析]卫星在轨道B上由P到Q的过程中,远离地心,克服地球的引力做功,所以要做减速运动,所以速率是逐渐减小的,A项正确.卫星在A、C轨道上运行时,轨道半径不同,根据可知轨道半径越大,线速度小,所以有,所以B项错误.卫星在A、B两轨道上经过P 点时,离地心的距离相等,受地球的引力相等,所以加速度是相等的,C项正确、卫星在轨道B上经过Q点比经过P点时离地心的距离要远些,受地球的引力要小些,所以D项正确.六、人造天体的交会对接问题交会对接指两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在太空轨道会合并连接成一个整体.它是实现太空装配、回收、补给、维修、航天员交换等过程的先决条件.空间交会对接技术包括两部分相互衔接的空间操作,即空间交会和空间对接.所谓交会是指两个或两个以上的航天器在轨道上按预定位置和时间相会,而对接则为两个航天器相会后在结构上连成一个整体.[例7]关于航天飞机与空间站对接问题,下列说法正确的是()A.先让航天飞机与空间站在同一轨道上,然后让航天飞机加速,即可实现对接B.先让航天飞机与空间站在同一轨道上,然后让航天飞机减速,即可实现对接C.先让航天飞机进入较低的轨道,然后再对其进行加速,即可实现对接D.先让航天飞机进入较高的轨道,然后再对其进行加速,即可实现对接[解析]航天飞机在轨道运行时,若突然对其加速时,地球对飞机的万有引力不足以提供航天飞机绕地球做圆周运动的向心力,航天飞机就会做离心运动,所以选项A、B、D不可能实现对接。

正确答案为C项。

七、双星问题两棵质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象,叫做双星.双星中两棵子星相互绕着旋转看作匀速圆周运动的向心力由两恒星间的万有引力提供.由于力的作用是相互的,所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的,因两子星绕着连线上的一点做圆周运动,所以它们的运动周期是相等的,角速度也是相等的,线速度与两子星的轨道半径成正比.[例8]两棵靠得很近的天体称为双星,它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动,因而不至于由于万有引力而吸引到一起,以下说法中正确的是()A.它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比B.它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比C.它们做圆周运动的半径与其质量成正比D.它们做圆周运动的半径与其质量成反比[解析]两子星绕连线上的某点做圆周运动的周期相等,角速度也相等.由得线速度与两子星圆周运动的半径是成正比的.因为两子星圆周运动的向心力由两子星间的万有引力提供,向心力大小相等,由可知,所以它们的轨道半径与它们的质量是成反比的.而线速度又与轨道半径成正比,所以线速度与它们的质量也是成反比的.正确答案为B、D选项.八、地面上物体随地球自转做圆周运动问题因地球自转,地球赤道上的物体也会随着一起绕地轴做圆周运动,这时物体受地球对物体的万有引力和地面的支持力作用,物体做圆周运动的向心力是由这两个力的合力提供,受力分析如图所示.实际上,物体受到的万有引力产生了两个效果,一个效果是维持物体做圆周运动,另一个效果是对地面产生了压力的作用,所以可以将万有引力分解为两个分力:一个分力就是物体做圆周运动的向心力,另一个分力就是重力,如图所示.这个重力与地面对物体的支持力是一对平衡力.在赤道上时这些力在一条直线上.在赤道上的物体随地球自转做圆周运动时,由万有引力定律和牛顿第二定律可得其动力学关系为,式中R、M、、T分别为地球的半径、质量、自转角速度以及自转周期。

当赤道上的物体“飘”起来时,必须有地面对物体的支持力等于零,即N=0,这时物体做圆周运动的向心力完全由地球对物体的万有引力提供.由此可得赤道上的物体“飘”起来的条件是:由地球对物体的万有引力提供向心力。

以上的分析对其它的自转的天体也是适用的。

[例9]地球赤道上的物体重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a,要使赤道上的物体“飘”起来,则地球转动的角速度应为原来的()A.B.C.D.[解析]设地球原来自转的角速度为,用F表示地球对赤道上的物体的万有引力,N表示地面对物体的支持力,由牛顿第二定律得①而物体受到的支持力与物体的重力是一对平衡力,所以有②当当赤道上的物体“飘”起来时,只有万有引力提供向心力,设此时地球转动的角速度为,有③联立①、②、③三式可得,所以正确答案为B项。

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