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文档简介
1、专题复习:天体运动,1,(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m1和m2的_成正比,与它们之间_成反比 2公式:F_, 引力常量:G6.671011 Nm2/kg2,乘积,距离r的二次方,基础知识梳理,2,基础知识梳理,(二)、开普勒行星运动定律,椭圆,焦点,连线,相等,三次,二次,3,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,4,万有引力在天文学上的应用,5,(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,基本关系
2、式:,6,(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GMgR2 (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,7,一: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。,8,解:(1)万有引力充当向心力,所以 有,(2)地球的平均
3、密度,9,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,10,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,11,二: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,12,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;,13,三: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
4、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,14,法一:万有引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/s2,R=6400km),15,、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,v2=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,v3=16.7 km/s,16,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
5、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。,17,六.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,R1R2,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,18,3.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,19,3.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 BGPS的卫星比“北斗一号”的卫星周期短 CGPS的卫星比“北斗一号”的卫星的加速度大 DGPS的卫星比“北斗一号”的卫星的运行速度小,20,(2009年北京卷)22.(16分)已知地球半径
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