天体运动总复习绝对
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。
天体运动章节知识点总结
天体运动章节知识点总结1. 日的运动太阳是太阳系中的主要天体之一,其运动对太阳系中其他天体的运动都有着重要的影响。
日的运动包括日冕的运动、日球的自转和公转。
据观测,太阳自转是不均匀的,赤道区域的自转速度要比极区快得多。
此外,太阳还会产生大规模的太阳风和太阳黑子等现象。
这些现象都会影响着地球和其他行星的运动。
2. 月的运动月球是地球的天然卫星,月球的运动对地球的潮汐和太阳系其他行星的运动都有着显著的影响。
月球有自己的自转和公转运动,但由于月球的自转周期和公转周期相等,使得我们只能从地球上看到月球的一面。
另外,由于地球自转产生的离心力和引力的作用,月球的轨道还会发生变形。
月球的周期性现象也是天文学家们研究的重要对象,例如日食和月食等现象都是由月球的运动引起的。
3. 行星的运动在太阳系中,行星的运动也是天文学家们关注的重点。
根据观测结果,行星的轨道都呈椭圆形,且它们的公转速度和周期都是不相同的。
这也是开普勒三定律的一个重要内容。
此外,由于行星的自转轴倾角、自转速度和公转速度的不同,使得我们在不同的时间和位置观测到行星的外观也会有所不同。
4. 彗星的运动彗星是太阳系中的一种小天体,它的运动规律和其他天体有所不同。
彗星的轨道一般十分长而狭窄,其中一部分建立在近日点的轨道上,广大部分则建立在充满星际空间的轨道上。
一般来说,彗星的轨道可以划分为椭圆形、抛物线和双曲线三种,而椭圆形轨道的彗星更多为周期性彗星。
彗星的运动规律和光度变化也成为了天文学家们研究的重要课题。
5. 引力与牛顿运动定律牛顿的引力定律是自然科学的基本定律之一,它揭示了天体之间相互作用的规律。
根据牛顿的引力定律,每两个物体之间的引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
而牛顿的运动定律可以描述物体的运动状态和受力情况。
这些定律对于天体运动的研究有着重要的意义,也为我们理解宇宙的运动提供了重要的基础。
总而言之,天体运动是天文学中的重要课题,它包括日、月、行星和彗星的运动规律,引力和牛顿运动定律等多个方面。
天体运动总复习绝对经典汇总
一.考点梳理1.考纲要求:万有引力定律的应用、人造地球卫星的运动(限于圆轨道)、动量知识和机械能知识的应用(包括碰撞、反冲、火箭)都是Ⅱ类要求;航天技术的发展和宇宙航行、宇宙速度属Ⅰ类要求。
2.命题趋势:本章内容高考年年必考,题型主要有选择题:如2004年江苏物理卷第4题、2004上海卷第3题、2005年安徽卷第16题、2005年全国卷第3题、2005年北京物理卷第20题、2005年江苏物理卷第5题;计算题:如2001年全国卷第31题、2003年第24题、2004年全国卷第23题、2004年广西物理卷第16题、2005年江苏物理卷第18题、2005年广东卷第15题等。
飞船、卫星运行问题与物理知识(如万有引力定律、匀速圆周运动、牛顿运动定律等)及地理知识有十分密切的相关性,以此为背景的高考命题立意高、情景新、综合性强,对考生的理解能力、综合分析能力、信息提炼处理能力及空间想象能力提出了极高的要求,是新高考突出学科内及跨学科间综合创新能力考查的命题热点,亦是考生备考应试的难点. 特别是今年10月神州六号飞船再次实现载人航天飞行试验以来,明年高考有很大可能考查与“神六”相关的天体运动问题。
3.思路及方法:(1).基本方法:把天体运动近似看作圆周运动,它所需要的向心力由万有引力提供,即: Gr v m r Mm 22==mω2r=mr T224π(2).估算天体的质量和密度由G 2rMm=mr T 224π得:M=2324Gt r π.即只要测出环绕星体M 运转的一颗卫星运转的半径和周期,就可以计算出中心天体的质量.由ρ=V M ,V=34πR3得: ρ=3233R GT r π.R 为中心天体的星体半径特殊:当r=R时,即卫星绕天体M 表面运行时,ρ=23GT π(2003年高考),由此可以测量天体的密度.(3)行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题表面重力加速度g 0,由02GMm mg R = 得:02GMg R= 轨道重力加速度g ,由2()GMm mg R h =+ 得:220()()GM R g g R h R h==++ (4)卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系(1)由Gr v m rMm 22=得:v=r GM . 即轨道半径越大,绕行速度越小(2)由G2rMm =mω2r得:ω=3r GM 即轨道半径越大,绕行角速度越小(3)由2224Mm G m r r T π=得:32r T GMπ= 即轨道半径越大,绕行周期越大. (5)地球同步卫星所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星,它的周期T =24h .要使卫星同步,同步卫星只能位于赤道正上方某一确定高度h .由: G2224()Mm m R h Tπ=+(R+h) 得:2324h R GMT π=-=3.6×104km=5.6RR表示地球半径【例4】侦察卫星在通过地球两极上的圆轨道上运行,它的运行轨道距地面高度为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的情况下全都拍摄下来,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?设地球半径为R ,地面处的重力加速度为g ,地球自转的周期为T 。
天体运动总复习讲义.doc
天体运动总复习1.开普勒行星运动定律(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,太阳处在所有椭圆的一个焦点上.(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时间内扫过的面积相等.(3)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平方的比值都相等,即a 3T 2=k .开普勒常数仅与中心天体的质量有关.2、万有引力定律及其应用(1)内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力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.(2)表达式:F =G m 1m 2r 2,G 为引力常量:G =6.67×10-11 N·m 2/kg 2.(3)适用条件:①公式适用于质点间的相互作用.当两物体间的距离远远大 于物体本身的大小时,物体可视为质点.②质量分布均匀的球体可视为质点,r 是两球心见的距离.必备知识二 宇宙速度[基础梳理]1.第一宇宙速度(环绕速度):是近地卫星绕地球表面做匀速圆周运动的速度,也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度,是人造地球卫星的最小发射速度,计算公式为:v 1= GM r =gR ;大小为v 1=7.9km/s.2.第二宇宙速度(脱离速度):在地面上发射物体,使之能脱离地球引力束缚而成为绕太阳运动的人造行星或飞到其他行星的最小发射速度;大小为v 2=11.2km/s.3.第三宇宙速度(逃逸速度):在地面上发射物体,使之能脱离太阳引力束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间的最小发射速度;大小为v 3=16.7km/s.[即时训练]2.一宇航员在某星球上以速度v 0竖直上抛一物体,经t 秒落回原处,已知该星球半径为R ,那么该星球的第一宇宙速度是( )A.v 0t RB. 2v 0R tC. v 0R tD. v 0Rt要点一 天体质量和密度的计算1.解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力,即G Mm r 2=ma 向=m v 2r =mω2r=m 4π2T 2r(2)在中心天体表面或附近运动时,万有引力近似等于重力,即G Mm R 2=mg (g 表示天体表面的重力加速度).[深化拓展] (1)在研究卫星的问题中,若已知中心天体表面的重力加速度g 时,常运用GM =gR 2作为桥梁,可以把“地上”和“天上”联系起来.由于这种代换的作用很大,此式通常称为黄金代换公式.(2)利用此关系可求行星表面重力加速度、轨道处重力加速度:在行星表面重力加速度:G Mm R 2=mg ,所以g =GM R 2.在离地面高为h 的轨道处重力加速度:G Mm (R +h )2=mg h ,所以g h =GM (R +h )2. 2.天体质量和密度的计算(1)利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R .由于G Mm R 2=mg ,故天体质量M =gR 2G ,天体密度ρ=M V =M 43πR 3=3g 4πGR .(2)通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径r .①由万有引力等于向心力,即G Mm r 2=m 4π2T 2r ,得出中心天体质量M =4π2r 3GT 2; ②若已知天体半径R ,则天体的平均密度ρ=M V =M 43πR 3=3πr 3GT 2R 3;③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ρ=3πGT 2.可见,只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ,就可估算出中心天体的密度.即时训练:1.一行星绕恒星做圆周运动.由天文观测可得,其运行周期为T ,速度为v ,引力常量为G ,则( )A .恒星的质量为v 3T 2πGB .行星的质量为4π2v 3GT 2C .行星运动的轨道半径为v T 2πD .行星运动的加速度为2πv T[规律总结]解决天体(卫星)运动的基本思路(1)把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供,关系式:G Mm r 2=m v 2r =mω2r =m (2πT )2r .(2)在地球表面或地面附近的物体所受的重力可认为等于地球对物体的引力,即mg =G Mm R 2夯实必备知识精研疑难要点提升学科素养演练目标课堂提能课时冲关第四章曲线运动万有引力与航天人教版物理3.极地卫星和近地卫星(1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极,由于地球自转,极地卫星可以实现全球覆盖.(2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星,其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径,其运行线速度约为7.9 km/s.(3)两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心.[深化拓展] (1)卫星的a 、v 、ω、T 是相互联系的,如果一个量发生变化,其它量也随之发生变化;这些量与卫星的质量无关,它们由轨道半径和中心天体的质量共同决定.(2)卫星的能量与轨道半径的关系:同一颗卫星,轨道半径越大,动能越小,势能越大,机械能越大.要点三 卫星变轨问题的分析当卫星由于某种原因速度突然改变时(开启或关闭发动机或空气阻力作用),万有引力不再等于向心力,卫星将变轨运行:1.当卫星的速度突然增加时,G Mm r 2<m v 2r ,即万有引力不足以提供向心力,卫星将做离心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变大,当卫星进入新的轨道稳定运行时由v = GM r可知其运行速度比原轨道时减小. 2.当卫星的速度突然减小时,G Mm r 2>m v 2r ,即万有引力大于所需要的向心力,卫星将做近心运动,脱离原来的圆轨道,轨道半径变小,当卫星进入新的轨道稳定运行时由v = GM r 可知其运行速度比原轨道时增大.卫星的发射和回收就是利用这一原理.即时训练:[例3] “天宫一号”被长征二号火箭发射后,准确进入预定轨道,如图所示,“天宫一号”在轨道1上运行4周后,在Q点开启发动机短时间加速,关闭发动机后,“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达P点,开启发动机再次加速,进入轨道3绕地球做圆周运动,“天宫一号”在图示轨道1、2、3上正常运行时,下列说法正确的是()A.“天宫一号”在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.“天宫一号”在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C.“天宫一号”在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度D.“天宫一号”在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度[规律总结]卫星变轨问题的判断1.卫星的速度变大时,做离心运动,重新稳定时,轨道半径变大.2.卫星的速度变小时,做近心运动,重新稳定时,轨道半径变小.3.圆轨道与椭圆轨道相切时,切点处外面的轨道上的速度大,向心加速度相同.处理卫星变轨问题的思路和方法1.要增大卫星的轨道半径,必须加速;2.当轨道半径增大时,卫星的机械能随之增大.对点训练:3.北京航天飞行控制中心对“嫦娥三号”卫星实施多次变轨控制并获得成功.首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的,紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施.“嫦娥三号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施,是为了抬高卫星近地点的轨道高度.同样的道理,要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨.如图为“嫦娥三号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图,下列说法中正确的是()A.“嫦娥三号”在轨道1的A点处应点火加速B.“嫦娥三号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大C.“嫦娥三号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大D.“嫦娥三号”在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能大四、双星系统[模型概述]在天体运动中,将两颗彼此相距较近且在相互之间万有引力作用下,绕两者连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动的行星称为双星. 如图所示.[模型特点](1)两颗行星做匀速圆周运动所需的向心力是由它们之间的万有引力提供的,故两行星做匀速圆周运动的向心力大小相等.(2)两颗行星均绕它们连线上的一点做匀速圆周运动,因此它们的运行周期和角速度是相等的.(3)两颗行星做匀速圆周运动半径r 1和r 2与两行星间距L 的大小关系:r 1+r 2=L .[典例] 1、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量比约为7∶1,同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动.由此可知,冥王星绕O 点运动的( )A .轨道半径约为卡戎的17B .角速度大小约为卡戎的17C .线速度大小约为卡戎的7倍D .向心力大小约为卡戎的7倍2、银河系的恒星中大约四分之一是双星,某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T ,S 1到C 点的距离为r 1,S 1和S 2的距离为r ,已知引力常量为G .由此可求出S 2的质量为( )A.4π2r 2(r -r 1)GT 2B.4πr 21GT 2C.4π2r 2GT 2D.4π2r 2r 1GT 2。
高考物理天体运动知识点
高考物理天体运动知识点天体运动是物理学中重要的一部分,包含了行星运动、月球运动、恒星运动等多个方面。
在高考物理考试中,天体运动常常是涉及的一个重要知识点。
本文将围绕高考物理天体运动知识点展开讨论,探讨地球的自转和公转、行星运动以及恒星运动等内容。
一、地球的自转和公转地球的自转是指地球围绕自身轴线旋转的运动。
地球自转的周期为一天,也就是24小时。
地球自转产生了昼夜的交替现象。
地球的公转则是指地球绕太阳旋转的运动。
地球公转的周期为一年,也就是365.25天。
地球的公转使得我们能够感受到季节的变化。
地球的自转和公转对应了天体运动的基本规律,同时也影响着地球上的各种现象。
例如,地球自转引起了地球的赤道球面膨胀,使得地球呈赤道略扁、极度略鼓出的形态。
地球公转使得地球上不同地区的温度和气候发生了巨大变化。
二、行星运动行星是太阳系中围绕太阳运行的天体,包括地球在内的八大行星。
高考物理中常常涉及太阳系行星的运动轨迹和性质。
行星绕太阳运动的轨道可以看做是椭圆轨道,太阳位于椭圆焦点之一。
开普勒的三定律对行星运动有较好的描述。
第一定律称为椭圆轨道定律,指出行星在其椭圆轨道上运行,太阳位于椭圆的一个焦点上。
第二定律称为面积定律,指出在相等时间内,连线与焦点的矢量面积相等。
第三定律称为调和定律,指出行星公转周期的平方和与它与太阳的平均距离的立方成正比。
行星的运动规律不仅仅对天文学有重要意义,也对物理学的研究有一定启发。
例如,开普勒的第三定律被视为万有引力定律的前兆,对于后来牛顿的物理学发展起到了重要推动作用。
三、恒星运动恒星是太阳系之外的独立照亮的天体。
它们以巨大的质量和极高的温度存在。
高考物理中常常要求掌握太阳系内一些典型恒星的基本参数。
恒星的运动包括自转运动和公转运动。
恒星的自转周期与它的半径、质量等有关。
恒星围绕星系中心进行公转运动,这个公转运动轨道是非常庞大的。
在恒星的运动中,还涉及到恒星的演化和星际物质的相互作用等内容。
天体运动精要点总结
天体运动归纳Ⅰ、重力类:(重力近似等于万有引力)1.主要解决天体表面重力加速度问题基本关系式:例1、某星球质量是地球的1/5,半径为地球的1/4,则该星球的表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值是多少?2.行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题:例2、设地球表面的重力加速度为g,物体在距地心4R (R 是地球半径)处,由于地球的引力作用而产生的重力加速度g ,则g //g 为A 、1;B 、1/9;C 、1/4;D 、1/16。
表面重力加速度:22RGM g mg R Mm G =⇒= 轨道重力加速度:g h R R h R M G g 222)()(+=+=' Ⅱ、天体运动类:行星(卫星)模型:F =G Mm r 2=m v 2r =mrω2=m 4π2T 2r 一、周期类:主要解决天体的质量(或密度)与同步卫星问题 基本关系式:r T m r GMm 222⎪⎭⎫ ⎝⎛=π 设恒星质量为M ,行星质量为m(或行星质量为M ,卫星质量为m),它们之间的间距为r ,行星绕恒星(或卫星绕行星)的线速度、角速度、周期分别为v 、ω、T . 可以推得开普勒第三定律:K Tr ==4πGM 23(常量) 1.天体质量(或密度)问题2324GT r M π= 323GT 3ρR r V M π== 当r=R 时,则天体密度简化为:2GT3ρπ= R 、T 分别代表天体的半径和表面环绕周期,由上式可以看出,天体密度只与表面环绕周期有关.2.周期公式332r GMr T ∝=π ①对人造地球卫星而言,轨道半径越大,离地面越高,周期越大。
②近地卫星的轨道半径r 可以近似地认为等于地球半径R ,又因为地面2RGM g =,所以有min 5.84101.523=⨯==s gR T π。
它是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期。
二、同步卫星问题所谓地球同步卫星,是指卫星环绕地球运转与地球自转同步即“对地静止”(又叫静止轨道卫星)的一种特殊卫星。
(完整版)天体运动总结
天体运动总结一、处理天体运动的基本思路1.利用天体做圆周运动的向心力由万有引力提供,天体的运动遵循牛顿第二定律求解,即G Mmr 2=ma ,其中a=v 2r =ω2r =(2πT)2r ,该组公式可称为“天上”公式. 2.利用天体表面的物体的重力约等于万有引力来求解,即G MmR 2=m g ,gR2=GM ,该公式通常被称为黄金代换式.该式可称为“人间”公式.合起来称为“天上人间”公式.二、对开普勒三定律的理解 开普勒行星运动定律1.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。
2.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。
3.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.此比值的大小只与有关,在不同的星系中,此比值是不同的.(R 3T 2=k )1.开普勒第一定律说明了不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的,但有一个共同的焦点. 2.行星靠近太阳的过程中都是向心运动,速度增加,在近日点速度最大;行星远离太阳的时候都是离心运动,速度减小,在远日点速度最小.3.开普勒第三定律的表达式为a 3T 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是一个常量,与行星无关但与中心天体的质量有关.三、开普勒三定律的应用1.开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运转,也适用于卫星绕地球的运转.2.表达式a 3T 2=k 中的常数k 只与中心天体的质量有关.如研究行星绕太阳运动时, 常数k 只与太阳的质量有关,研究卫星绕地球运动时,常数k 只与地球的质量有关.四、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,太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运一、太阳与行星间的引力 2.万有引力的三个特性(1)普遍性:万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间,宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力.(2)相互性:两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力,总是满足牛顿第三定律.(3)宏观性:地面上的一般物体之间的万有引力很小,与其他力比较可忽略不计,但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间,万有引力起着决定性作用.五.万有引力和重力的关系1. 万有引力和重力的关系如图6-2、3-3所示,设地球的质量为M,半径为R,A处物体的质量为m,则物体受到地球的吸引力为F,方向指向地心O,由万有引力公式得F=G Mmr2.引力F可分解为F1、F2两个分力,其中F1为物体随地球自转做圆周运动的向心力F n,F2就是物体的重力mg2.近似关系:如果忽略地球的自转,则万有引力和重力的关系为:mg=GMm R2,g为地球表面的重力加速度.关系式2G Mm/Rmg=即2grG M=3.随高度的变化:在高空中的物体所受到的万有引力可认为等于它在高空中所受的重力mg′=GMm(R+h)2,在地球表面时mg=GMmR2,所以在距地面h处的重力加速度g′=R2(R+h)2g.六.天体质量和密度的计算(一).“天体自身求解”:若已知天体(如地球)的半径R和表面的重力加速度g,根据物体的重力近似等于天体对物体的引力,得mg=G MmR2,解得天体质量为M=gR2G,因g、R是天体自身的参量,故称“自力更生法”.(2)“借助外援法”:借助绕中心天体做圆周运动的行星或卫星计算中心天体的质量,常见的情况:G Mmr2=m⎝⎛⎭⎪⎫2πT2r⇒M=4π2r3GT2,已知绕行天体的r和T可以求M.观测行星的运动,计算太阳的质量;观测卫星的运动,计算行星的质量。
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1、恒星周年视差的计算:2、行星轨道圆周长的计算,由于天体是球形的,所以其轨道是一个球面,这样就存在着两种可能性:①如果行星的轨道是一个以太阳为焦点的圆,此时轨道半径是太阳半径的一半,而面积为1/9,那么公转周期是28天,即是绕太阳一周,而事实上每个行星都有自己的轨道,因此也就产生了每个行星在太阳周围的运动轨迹不尽相同。
(1)水星和金星公转轨道参数之间的关系:公转半径比=9/4,日地平均距离= 11/4,表明水星距太阳最近,公转速度最快。
而水星则相对于太阳来说,公转周期大约是88天。
6、太阳与行星相互绕行的运动,需要考虑到卫星的问题。
卫星绕地球运动,被称作卫星运动。
我们从近到远来看一下它的运动情况。
地球绕日公转的轨道是椭圆形的,这条椭圆的长轴叫做黄道,短轴叫做白道。
这条线把地球分为两个半球。
在北半球,白道面的方向是指着北极星,并且黄道面在自转的同时绕自己的轴心旋转,形成了以北极星为中心的小圈,这个小圈的范围就是南北极。
从北极星开始往南划一条直线,就是赤道。
赤道以南的叫做南半球,赤道以北的叫做北半球。
7、地球自转和公转的方向及角速度分别是多少?答案:逆时针为东,顺时针为西,南北半球相反。
南北回归线之间: 23°26′S,7°32′W东西回归线之间: 23°26′E, 7°30′W。
南北极圈之间:66°34′S, 90°16′E。
地球自转的角速度是每小时设定24小时自转一周,周期是24小时,方向是自西向东,南北半球的角速度都是自西向东,因此计算起来会方便些。
在同一个平面上,相邻的点绕地轴做圆周运动的周期相同,而同一个点在地球上沿不同的轨道运动,其周期不同。
8、地球自转轴的倾斜方向是怎样的?答案:轴的倾斜方向是自西向东。
地球自转轴的倾斜方向决定了昼夜的更替和正午太阳高度的变化规律。
正午太阳高度在自转方向上每移动15°,地球公转的位置也随之改变15°,这就使得昼夜现象的周期是一个平均值,出现了昼夜长短的变化。
高考物理总复习:天体运动
但卫星不只受中心天体万有引力作用时,加速度则不
满足关系式 a=GrM2 ,如诊断卷第 8 题, 如图,拉格朗日点 L1 位于地球和
月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作
用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此,科
学家设想在拉格朗日点 L1 建立空间站,使其与月球同周期
绕地球运动。以 a1、a2 分别表示该空间站和月球向心加速
(2)导出四个结论:
a=GMr2 ,v=
GrM,ω=
GrM3 ,T=
4π2r3 GM
(3)结合 r 大小关系,比较得出 a、v、ω、T 的大小关系。
2.定性结论法: 将下述结论牢记于心:r 越大,向心加速度、线速度、 动能、角速度均越小,而周期和能量均越大。
二、再用活——注意三种情形 1.同一中心天体的不同圆形轨道上的卫星各状态参量大 小比较时可直接应用定性结论法,但不同中心天体各自对应的 卫星间各状态参量的比较应采用定量分析法。如诊断卷第 6 题, 如图所示,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量 为 M 和 2M 的行星做匀速圆周运动。下列说法正确的是( ) A.甲的向心加速度比乙的小 B.甲的运行周期比乙的小 C.甲的角速度比乙的大 D.甲的线速度比乙的大
甲、乙两颗卫星的中心天体质量不同,轨道半径相 同,则应推导各状态参量与中心天体质量的关系式,再 得出结果。
2.同一中心天体的椭圆轨道与圆轨道的周期关系则 要应用开普勒第三定律Ta32=k 得出结果。如诊断卷第 7 题,
甲、乙为两颗地球卫星,其中甲轨道为圆,乙轨道为 椭圆,圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等,如图所示, P 点为两轨道的一个交点。以下判断正确的是( )
[应用流程·帮你化繁为简] A.该卫星从轨道 1 变轨到轨道 2 需要在 P 处点火加速 B.该卫星在轨道 2 上稳定运行时,P 点的速度小于 Q 点
高中物理天体运动专题复习试题
天体运动(完整版·共7页)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 =G221rm 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()GMv r h =+,∴当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 。
天体运动知识点总结笔记
天体运动知识点总结笔记天体运动,是指天体在空间中运动的规律和现象。
它包括行星、卫星、彗星等天体的运动规律和运动状态。
在地球上观测到的天体运动,主要为地球和其他天体的相对运动,例如太阳在天空中的日运动、行星在天空中的年运动等。
天体运动的规律是宇宙运动定律的具体应用,是了解宇宙的基础。
下面对天体运动的一些知识点进行总结。
一、天体的自转1. 天体的自转是指天体自身围绕自己的轴线转动。
在太阳系中,太阳、地球、其他行星和卫星都有自转运动。
自转是造成天体自身的白昼和黑夜的原因。
2. 特别地,太阳自转速度在赤道上约为25天转一圈,在极地上约为35天转一圈。
而地球的自转速度约为24小时转一圈。
3. 当天体自转速度增大时,天体的赤道凸起会变大,使得天体呈现扁球狀。
4. 行星和卫星的自转是与它们的公转方向一致的,这种现象称为自转共享现象。
二、地球的公转1. 地球绕太阳运行一周的时间称为地球的一年。
地球公转轨道是椭圆形的,由于轨道的椭圆度,地球到太阳的距离会有所变化,这种现象称为近日点和远日点。
2. 地球的公转速度约为每秒30千米,公转轨道的倾角是23.5度,这是引起四季变化的原因。
在北半球的夏至时,地球北半球远离太阳,而南半球靠近太阳;在冬至时则相反。
春分和秋分时,地球两极离太阳距离相等。
3. 我们所感受到的四季变化是由地球公转和地球轴的倾斜造成的。
地球自转使得不同地区的太阳高度角不同,从而造成了不同季节的温度差异。
4. 天体的公转速度是由其离太阳的距离决定的,公转周期越长,离太阳越远。
三、行星的轨道运动1. 行星的公转轨道是椭圆形的,椭圆的几何性质由轨道长短轴的长度决定。
轨道的长短轴之比称为离心率,离心率越小,椭圆越圆。
离心率为零时,轨道为圆形;随着离心率的增加,轨道趋向椭圆形。
2. 地球是典型的椭圆轨道行星,太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。
3. 行星的近日点和远日点分别是距太阳最近和最远的点。
在近日点时,行星运行速度最快,在远日点时运行速度最慢。
会考物理天体知识总结归纳
会考物理天体知识总结归纳[载体:Word文档]会考物理天体知识总结归纳在考试中,物理天体知识作为一项重要内容,占据了相当大的比重。
正确理解和掌握这些知识对于取得好成绩至关重要。
本文将对会考物理天体知识进行总结归纳,帮助同学们更好地复习和准备考试。
一、天体运动天体运动是物理天体知识的基础,主要包括行星运动、人工卫星运动和恒星运动等内容。
1. 行星运动行星运动是指行星绕太阳运动的规律和特点。
根据开普勒定律,行星绕太阳的轨道是椭圆形的,并且行星和太阳之间的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
2. 人工卫星运动人工卫星运动是指人造卫星绕地球或其他天体运动的规律和特点。
人工卫星常用的轨道有低轨道、中轨道和高轨道。
低轨道卫星速度快,周期短;高轨道卫星速度慢,周期长。
3. 恒星运动恒星运动是指恒星在空间中的运动规律和特点。
地球自转引起了恒星的日常视运动,而地球绕太阳公转引起了恒星的年运动。
二、天体物理基础天体物理基础是指天体的物理性质和天文现象的解释等内容,主要包括恒星的性质、天体测量和天文现象的解释等。
1. 恒星的性质恒星是宇宙中的主要天体,具有丰富多样的性质。
恒星的亮度与温度、表面积和距离等因素有关。
恒星的光谱可以用来分析星体的化学组成和运动状态。
2. 天体测量天体测量是指用仪器观测、测量天体的位置、距离、亮度等参数的方法和技术。
常用的方法有几何测量、天体光度测量和天体摄影测量等。
3. 天文现象的解释天文现象的解释是根据物理原理对各种天文现象进行解释和理解。
例如,日食是由月球遮挡太阳光造成的,星星看起来闪烁是因为大气层的折射等。
三、宇宙的起源和演化宇宙的起源和演化是物理天体知识中的重要内容,涉及到宇宙大爆炸理论、星系形成和恒星演化等。
1. 宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论是目前学界广泛接受的关于宇宙起源的理论。
该理论认为,宇宙在约138亿年前由一个极小且极度高温高密度的“原初奇点”爆炸而形成。
2. 星系形成星系是由大量恒星、气体、尘埃等物质组成的庞大天体系统。
高一天体运动知识点总结
高一天体运动知识点总结天体运动是指地球和其他天体在宇宙中的运动规律。
在高中物理学中,学生需要掌握一些关于天体运动的基础知识,下面将对相关知识进行总结。
1. 太阳系的形成和特点太阳系是由太阳、八大行星以及各种小天体组成的。
太阳系的形成是宇宙诞生后多亿年的产物,它形成的原因是宇宙中巨大云气经过重力作用逐渐凝聚形成。
太阳系中的天体都绕着太阳运动,其中又分为行星、卫星、小行星等不同的天体。
2. 行星的运动规律行星在太阳系中的运动规律是基于开普勒三定律。
第一定律:行星沿着椭圆形轨道绕太阳运动,太阳位于椭圆的一个焦点上。
第二定律:在相等的时间内,行星与太阳的连线会扫过相等的面积。
第三定律:行星公转周期的平方与它与太阳的平均距离的立方成正比。
3. 月球的运动规律月球是地球的卫星,它绕着地球公转,同时也自转。
月球的公转周期和自转周期是相等的,所以我们只能看到月球的一个面。
月球的月相变化是由月亮的公转和地球、太阳的相对位置关系所造成的。
4. 太阳风与磁层太阳风是太阳排出的高速电子和氢原子核等带电粒子的流,它会与地球的磁场相互作用,使得地球的磁场形成一个磁圈,称作磁层。
磁层会吸引太阳风,形成极光现象。
5. 星座与星系星座是一群距离地球较近的恒星构成的形状。
在夜空中,我们可以看到各种各样的星座。
星系是由大量的星星、行星、气体等物质组成的宇宙结构。
我们所在的银河系是一个螺旋状的星系。
在高一物理学习的过程中,了解和掌握天体运动的知识是非常重要的。
通过学习天体运动,我们可以更好地理解宇宙的奥秘,以及地球在宇宙中的位置和运动规律。
希望上述的总结对大家的学习有所帮助。
天体运动总结高中物理知识点
天体运动总结高中物理知识点天体运动总结高中物理知识点天体运动是高中物理课程中的重要内容之一,通过学习天体运动,我们可以了解宇宙的奥秘,更深入地理解地球和其他天体之间的关系。
本文将对高中物理课程中的天体运动知识进行总结,包括天体的分类与运动规律、地球的自转和公转等内容。
首先,我们来了解一下天体的分类。
天体主要分为自身发光的恒星和非发光的行星、卫星、彗星和流星等。
其中,恒星是由氢、氦等元素核融合反应产生巨大的能量而发出的光和热,如太阳就是一个恒星。
行星是围绕恒星旋转的天体,如地球、火星等。
卫星是围绕行星运动的天体,如地球的月亮。
彗星是由尘埃和冰冻物质组成的天体,其轨道呈长椭圆形,会产生长长的尾巴。
流星是从宇宙空间飞来的小天体,在大气层中燃烧产生明亮的光。
在天体运动的规律方面,我们要了解行星和卫星的运动规律。
根据开普勒定律,行星和卫星的轨道是椭圆形的,行星总是沿着椭圆轨道围绕恒星运动,而卫星则沿着椭圆轨道围绕行星运动。
开普勒第一定律称为椭圆定律,即行星或卫星的轨道形状是椭圆,恒星位于椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律称为面积定律,即行星或卫星在相同时间内扫过的面积相等。
开普勒第三定律称为调和定律,即行星或卫星绕恒星的周期的平方与其平均轨道半长轴的立方成正比。
地球的自转和公转是天体运动的重要内容。
自转是指地球绕自身轴线旋转的运动。
地球的自转周期是24小时,这就使得我们感觉到白天和黑夜的交替。
公转是指地球围绕太阳运动的轨道,其周期为365.25天。
由于地球轴线倾斜,形成了四季的变化。
地球在公转过程中,会呈现出春分、夏至、秋分、冬至等时刻,这些时刻对应着我们熟知的四季的开始。
除了地球的自转和公转,我们还要了解其他行星的运动规律。
水星、金星、火星、木星和土星等行星都遵循着开普勒定律,且行星的自转周期与公转周期有一定的关系。
例如,水星的自转周期和公转周期几乎一样,因此它的一面几乎永远面向太阳。
木星和土星则因为其体积较大,自转周期较短,呈现扁平椭球形。
天体运动总复习绝对经典
一.考点梳理1.考纲要求:万有引力定律的应用、人造地球卫星的运动(限于圆轨道)、动量知识和机械能知识的应用(包括碰撞、反冲、火箭)都是Ⅱ类要求;航天技术的发展和宇宙航行、宇宙速度属Ⅰ类要求。
2.命题趋势:本章内容高考年年必考,题型主要有选择题:如2004年江苏物理卷第4题、2004上海卷第3题、2005年安徽卷第16题、2005年全国卷第3题、2005年北京物理卷第20题、2005年江苏物理卷第5题;计算题:如2001年全国卷第31题、2003年第24题、2004年全国卷第23题、2004年广西物理卷第16题、2005年江苏物理卷第18题、2005年广东卷第15题等。
飞船、卫星运行问题与物理知识(如万有引力定律、匀速圆周运动、牛顿运动定律等)及地理知识有十分密切的相关性,以此为背景的高考命题立意高、情景新、综合性强,对考生的理解能力、综合分析能力、信息提炼处理能力及空间想象能力提出了极高的要求,是新高考突出学科内及跨学科间综合创新能力考查的命题热点,亦是考生备考应试的难点. 特别是今年10月神州六号飞船再次实现载人航天飞行试验以来,明年高考有很大可能考查与“神六”相关的天体运动问题。
3.思路及方法:(1).基本方法:把天体运动近似看作圆周运动,它所需要的向心力由万有引力提供,即: Gr v m r Mm 22==mω2r=mrT224π(2).估算天体的质量和密度由G 2rMm=mr T 224π得:M=2324Gt r π.即只要测出环绕星体M 运转的一颗卫星运转的半径和周期,就可以计算出中心天体的质量.由ρ=V M ,V=34πR3得: ρ=3233R GT r π.R 为中心天体的星体半径特殊:当r=R时,即卫星绕天体M 表面运行时,ρ=23GT π(2003年高考),由此可以测量天体的密度.(3)行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题 表面重力加速度g 0,由02GMm mg R = 得:02GMg R =轨道重力加速度g ,由2()GMm mg R h =+ 得:220()()GM R g g R h R h==++ (4)卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系(1)由Gr v m rMm 22=得:v=r GM . 即轨道半径越大,绕行速度越小(2)由G2rMm=mω2r得:ω=3r GM 即轨道半径越大,绕行角速度越小(3)由2224Mm G m r r T π=得:32rT GMπ= 即轨道半径越大,绕行周期越大.(5)地球同步卫星所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星,它的周期T =24h .要使卫星同步,同步卫星只能位于赤道正上方某一确定高度h .由: G2224()Mm m R h T π=+(R+h) 得:2324h R GMT π=-=3.6×104km=5.6RR表示地球半径二.热身训练1.把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周。
高考物理天体运动知识点梳理
高考物理天体运动知识点梳理导读:我根据大家的需要整理了一份关于《高考物理天体运动知识点梳理》的内容,具体内容:天体运动高考物理考察的重要内容之一,需要学生重点掌握天体运动相关知识点。
下面我为大家整理高考物理天体运动知识点,希望对大家有所帮助!高考物理天体运动知识点...天体运动高考物理考察的重要内容之一,需要学生重点掌握天体运动相关知识点。
下面我为大家整理高考物理天体运动知识点,希望对大家有所帮助!高考物理天体运动知识点高考物理知识点万有引力1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=42/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.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;=(GM/r3)1/2;T=2(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=m42(r地+h)/T2{h36000km,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接触面粗糙;②相互接触的物体间有弹力;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相切,并与相对运动方向相反。
天体运动复习讲义精简版(含经典例题后附习题及答案)
天体运动复习讲义1. 天体运动(1)万有引力提供向心力F 合外力=G Mmr 2 (万有引力为合外力,合外力提供向心力)G Mm r 2=m v 2r G Mmr2=mrω2 G Mm r 2=m 4π2T2r (2)天体问题的计算方法:万有引力G Mm r 2 = 向心力(m v 2r 或mrω2或m 4π2T2r )说明:等式左边为万有引力,等式右边为计算中常用的参数(线速度v , 角速度w , 周期 T ),计算时用万有引力G Mm r 2 等于带有参数线速度v 角速度w 周期 T 的向心力。
不能用m v2r=mrω2 = m 4π2T 2r ,因为m v 2r =mrω2 = m 4π2T2r 推算出V = WR = 2πR/T = 2πfR=2πnR 只能算出线速度v 角速度w 周期 T 的关系等式,没有用到万有引力公式。
例1:科学家们推测,太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上.从地球上看,它永远在太阳背面,人类一直未能发现它,可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”.由以上信息可以推知( ) A.这颗行星的公转周期与地球相等 B.这颗行星的自转周期与地球相等 C.这颗行星的质量与地球质量相等 D.这颗行星的密度与地球密度相等(3)万有引力约等于重力G MmR2=mg → 2gR GM =(黄金代换式) 说明:①物体在地球表面且忽略物体随地球一起转动所需向心力②只有题目中说该行星地表重力加速度为g 时,等式才成立2. 人造卫星的加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系F 万=G Mmr2=F 向=⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧ma →a =GM r 2→a ∝1r2m v2r →v =GM r →v ∝1r mω2r →ω=GM r 3→ω∝1r3m 4π2T 2r →T =4π2r 3GM→T ∝r 3.说明:以地球为中心天体总结出:离地球越近的卫星线速度v 角速度W 加速度a 越大只有周期T 越小,即“越高越慢”)例2:一个卫星绕着某一星球作匀速圆周运动,轨道半径为R 1,因在运动过程中与宇宙尘埃和小陨石的摩擦和碰撞,导致该卫星发生跃迁,轨道半径减小为R 2,则卫星的线速度、角速度,周期的变化情况是 ( )A.增大,增大,减小;B.减小,增大,增大;C.增大,减小,增大; D.减小,减小,减小。
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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2.命题趋势:本章内容高考年年必考,题型主要有选择题:如2004年江苏物理卷第4题、2004上海卷第3题、2005年安徽卷第16题、2005年全国卷第3题、2005年北京物理卷第20题、2005年江苏物理卷第5题;计算题:如2001年全国卷第31题、2003年第24题、2004年全国卷第23题、2004年广西物理卷第16题、2005年江苏物理卷第18题、2005年广东卷第15题等。
飞船、卫星运行问题与物理知识(如万有引力定律、匀速圆周运动、牛顿运动定律等)及地理知识有十分密切的相关性,以此为背景的高考命题立意高、情景新、综合性强,对考生的理解能力、综合分析能力、信息提炼处理能力及空间想象能力提出了极高的要求,是新高考突出学科内及跨学科间综合创新能力考查的命题热点,亦是考生备考应试的难点.特别是今年10月神州六号飞船再次实现载人航天飞行试验以来,明年高考有很大可能考查与“神六”相关的天体运动问题。
3.思路及方法:(1).基本方法:把天体运动近似看作圆周运动,它所需要的向心力由万有引力提供,即: Gr v m r Mm 22==mω2r=mr T224π(2).估算天体的质量和密度由G 2rMm=mr T 224π得:M=2324Gt r π.即只要测出环绕星体M 运转的一颗卫星运转的半径和周期,就可以计算出中心天体的质量.由ρ=V M ,V=34πR3得:ρ=3233RGT r π.R 为中心天体的星体半径 特殊:当r=R时,即卫星绕天体M 表面运行时,ρ=23GT π(2003年高考),由此可以测量天体的密度.(3)行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题表面重力加速度g 0,由02GMm mg R = 得:02GMg R= 轨道重力加速度g ,由2()GMm mg R h =+ 得:220()()GM R g g R h R h==++ (4)卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系(1)由Gr v m rMm 22=得:v=r GM .即轨道半径越大,绕行速度越小(2)由G2rMm =mω2r得:ω=3r GM 即轨道半径越大,绕行角速度越小(3)由2224Mm G m r r T π=得:32r T GMπ=即轨道半径越大,绕行周期越大. (5)地球同步卫星所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星,它的周期T =24h .要使卫星同步,同步卫星只能位于赤道正上方某一确定高度h .由:G2224()Mm m R h Tπ=+(R+h)得:2324h R GMT π=-=3.6×104km=5.6RR表示地球半径二.热身训练1.把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周。
由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得 A .火星和地球的质量之比B .火星和太阳的质量之比C .火星和地球到太阳的距离之比D .火星和地球绕太阳运动速度之比2.某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆.由于阻力作用,人造卫星到地心的距离从r 1慢慢变到r 2,用E Kl 、E K2分别表示卫星在这两个轨道上的动能,则(A)r 1<r 2,E K1<E K2(B)r 1>r 2,E K1<E K2 (C)r 1<r 2,E K1>E K2(D)r 1>r 2,E K1>E K23.宇航员在探测某星球时,发现该星球均匀带电,且电性为负,电荷量为Q .在一次实验时,宇航员将一带负电q (q <<Q )的粉尘置于离该星球表面h 高处,该粉尘恰好处于悬浮状态.宇航员又将此粉尘带至距该星球表面2h 高处,无初速释放,则此带电粉尘将A .仍处于悬浮状态B .背向该星球球心方向飞向太空C .向该星球球心方向下落D .沿该星球自转的线速度方向飞向太空 4.如图3-1所示,a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是:A .b 、c 的线速度大小相等,且大于a 的线速度;B .b 、c 的向心加速度大小相等,且大于a 的向心加速度;C .c 加速可追上同一轨道上的b ,b 减速可等候同一轨道上的c ;D .a 卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将增大。
三.讲练平台【例1】如图3-2所示为一空间探测器的示意图,P 1、P 2、P 3、P 4是四个喷气发动机,P 1、P 3的连线与空间一固定坐标系的x 轴平行,P 2、P 4的连线与y 轴平行,每台发动机开动时,都能向探测器ba c地球图3-1A .B .C .D .4.三颗人造地球卫星A 、B 、C 绕地球作匀速圆周运动,如图所示,已知M A =M B <M C ,则对于三个卫星,正确的是()A.运行线速度关系为C B A υυυ=>B.运行周期关系为T A <T B =T CC.向心力大小关系为F A =F B <F CD.半径与周期关系为232323CC BB AA T R T R T R ==5.如图所示,从地面上A 点发射一枚远程弹道导弹,在引力作用下沿ACB 椭圆轨道飞行击中地面目标B ,C 为轨道的远地点,距地面高度为h.已知地球半径为R ,地球质量为M ,引力常量力G 。
没距地面高度为h 的圆轨道上卫星运动周期为T0,下列结论中正确的是()A .导弹在c 点的速度大于hR GM+ B .导弹在C 点的加速度等于GM/(R+h)2C .地球球心为导弹椭圆轨道的—个焦点D .导弹从A 点运动到B 点的时间—定小于To6.如图所示,A 为静止于地球赤道上的物体,B 为绕地球做椭圆轨道运行的卫星,C 为绕地球做圆周运动的卫星,P 为B 、C 两卫星轨道的交点.已知A 、B 、C 绕地心运动的周期相同,相对于地心,下列说法中正确的是() A .物体A 和卫星C 具有相同大小的加速度 B .卫星C 的运行速度小于物体A 的速度C .可能出现:在每天的某一时刻卫星B 在A 的正上方D .卫星B 在P 点运行的加速度大于卫星C 的加速度7.2008年9月25日21时10分,载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功,9月27日翟志刚成功实施了太空行走。
已知神舟七号飞船在离地球表面h 高处的轨道上做周期为T 的匀速圆周运动,地球的半径R ,万有引力常量为G 。
在该轨道上,神舟七号航天飞船() A .运行的线速度大小为TRπ2 B .运行的线速度小于第一宇宙速度B APC航天飞机月球空间站 BC .运行时的向心加速度大小22)(4T h R +π D .地球表面的重力加速度大小为2232)(4R T h R +π8我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图所示,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站在B 处对接.已知空间站绕月轨道半径为r ,周期为T ,万有引力常量为G ,下列说法中正确的是()A .图中航天飞机在飞向B 处的过程中,月球引力做正功 B .航天飞机在B 处由椭圆轨道可直接进入空间一站轨道C .根据题中条件可以算出月球质量D .根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小9.2008年9月25日,我国利用“神州七号”飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空。
设宇航员测出自己绕地球做圆周运动的周期为T ,离地高度为H ,地球半径为R ,则根据T 、H 、R 和引力常量G ,能计算出的物理量是()A .地球的质量B .地球的平均密度C .飞船所需的向心力D .飞船线速度的大小10.2008年9月25日我国成功发射了“神舟七号”载人飞船,随后航天员圆满完成了太空出舱任务并释放了伴飞小卫星,若小卫星和飞船在同一圆轨道上,相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行。
下列说法正确的(.) A .由飞船的轨道半径、周期和引力常量,可以算出飞船质量 B .小卫星和飞船的加速度大小相等C .航天员踏在飞船表面进行太空漫步时,对表面的压力等于航天员的重力D .飞船只需向后喷出气体,就可以和小卫星对接11.如图,宇宙飞船A 在低轨道上飞行,为了给更高轨道的宇宙空间站B 输送物质,需要与B 对接,它可以采用喷气的方法改变速度,从而达到改变轨道的目的,则以下说法正确的是() A 、它应沿运行速度方向喷气,与B 对接后周期变小 B 、它应沿运行速度的反方向喷气,与B 对接后周期变大 C 、它应沿运行速度方向喷气,与B 对接后周期变大D 、它应沿运行速度的反方向喷气,与B 对接后周期变小12.1930年美国天文学家汤博发现冥王星,当时错估了冥王星的质量,以为冥王星比地球还大,所以命名为大行星.然而,经过近30年的进一步观测,发现它的直径只有2300公里,比月球还要小.2006年8月24日晚在布拉格召开教务主任签字:___________第3课时 《天体运动》 参考答案二.【热身训练】1.选CD .由动力学知识列方程,行星的质量会约去,无法求出行星质量,也无法求出太阳的质量。
但可以求出行星离太阳的距离之比,进而还可求出动行速度之比。
由开普勒第三定律有::32113222R T R T =可见能求出火星和地球到太阳的距离之比;又根据圆周运动知识有:11112222122 2R T R T R R T T ππ==⋅v v ,可见能求出火星和地球绕太阳运行的速度之比。
2.选B .当卫星受到阻力作用后,其总机械能要减小,卫星必定只能降至低轨道上飞行,故r 减小。
由v =可知,v 要增大,动能也要增大。
可见只有B 选项正确。
常见错解:当卫星受到阻力作用时,由于卫星克服阻力做功,故动能减小,速度变小,为了继续环绕地球,由于卫星速度v =v 减小则半径r 必增大,可见应该选C 。
3.选A .库仑定律和万有引力定律都是平方反比定律,天体运动和核外电子绕核运转也是很相似的模型,对描述引力场的有关物理量(场强,电势能与重力加速度、重力势能)的类比研究可以很好地考查学生的对知识的迁移能力。
该题考查两种力的平衡问题。
4.选D .因为b 、c 在同一轨道上运行,故其线速度大小、加速度大小均相等。
又b 、c 轨道半径大于a 的轨道半径,由v =知,V b =V c <V a ,故A 选项错;由加速度a=GM/r 2可知a b =a c <a a,故B 选项错。
当c 加速时,c 受到的万有引力F<mv 2/r ,故它将偏离原轨道做离心运动;当b 减速时,b 受到的万有引力F>mv 2/r,故它将偏离原轨道做向心运动。