C010.天体和卫星的运行.ppt

1、天体与卫星运行，季峻南洋中学，2007年7月，开普勒行星运动三定律介绍，人造地球卫星运动参数与轨道半径的关系，宇宙速度及其意义，同步卫星的三个特征，2006年12月，广东重点中学，2007年1月，武汉研究考试，2007年1月，北京崇文区，最终统一练习，2007年7月，苏锡常四城一模，2006年5月， 深圳第二次研究考试，苏北五市， 07研究性考试8 07南京综合试题(2) 2007南京综合试题(3) 6广东重点中学12月试题15重庆卷19合肥教学质量考试2007年1月15日苏北五市07研究性考试14 06广东东莞中学高考模拟考试16 07重庆第一轮复习第三轮月考试卷16 07 1月武汉研究性考

2、试16 07 1月苏州教学调查考试18， 天体和卫星的运行，1开普勒行星运动三定律的简介，复习要领，第一定律：所有行星都在椭圆轨道上运动，而太阳是这些椭圆轨道的焦点； 第二定律：当行星沿椭圆轨道运动时，单位时间内与太阳连线扫过的面积相等；第三定律：行星轨道半长轴的立方与其周期的平方成正比，即开普勒行星运动定律是在丹麦天文学家第谷大量观测数据的基础上总结出来的，给出了行星运动定律。人造地球卫星的运动参数和轨道半径之间的关系在这里具体指的是人造卫星以恒定速度围绕地球运动。事实上，大多数卫星都有椭圆轨道，但做椭圆运动的卫星在中学里一般不进行定量分析。当卫星围绕地球匀速圆周运动时，地球对卫星的吸引力就

3、像卫星所需的向心力一样。由此可见，围绕地球作匀速圆周运动的卫星的各种参数随轨道半径R的变化如下：(1)向心加速度的A方向与R的平方成反比，当R取其最小值时，A方向取其最大值。(2)线速度V与R的平方根成反比，当R取其地球的最小半径时，V取其最大值。(3)角速度与R的三次方成反比，当R取地球半径的最小值时，它得到最大值。(4)周期T与R的三次方成正比，当R取其最小地球半径时，T取其最小值。3宇宙速度及其意义，(1)三V1=7.9公里/秒V2=11.2公里/秒V3=16.9公里/秒，(2)宇宙速度的意义，当发射速度V与宇宙速度有下列关系时，发射物体的运动将不同，而当vv1时，发射物体最终将回落到地

4、面；当v1vv2发射时，发射的物体将环绕地球运行，成为一颗地球卫星。当v2vv3时，发射的物体将脱离地球，成为围绕太阳运行的“人造行星”；当vv3时，发射的物体将脱离太阳系。同步卫星的三个特征：(1)周期等于地球自转周期，即T=24小时；(2)轨道平面必须与赤道平面重合；(3)高度h为定值h=5.6r=3.58104km公里：06，广东重点中学，12月，关于人造地球卫星的试题1.1，下列说法是正确的：(1)人造地球卫星只能绕地球中心作圆周运动，但不一定绕地球轴线作匀速圆周运动。 它的线速度必须大于7.9千米/秒。人造地球卫星绕地球匀速圆周运动的线速度不能大于7.9千米/秒。如果它的空间中有稀薄

5、的空气，由于空气阻力的作用，它的速度会越来越小。 2007年1月，中国发射的神舟六号载人飞船有大约90分钟的时间。如果它围绕地球的运动被认为是匀速圆周运动，那么航天器的运动就与地球同步卫星在轨道上的运动相比较。以下判断是正确的： (一)航天器的轨道半径大于同步卫星的轨道半径，航天器的运动速度小于同步卫星的运动速度，航天器的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，航天器的角速度小于同步卫星的角速度，2007年1月，北京市崇文区。 最后统一练习7，7关于人造地球卫星和宇宙飞船，下列陈述中的错误是：(a)如果人造地球卫星的轨道半径及其周期是已知的，那么地球质量b可以用重力常数来计算。 只要它们的轨道速度

6、相等，它们的轨道半径和轨道周期就必须相同，不管它们的质量和形状有多不同。两颗人造卫星一前一后沿同一方向运行。如果后一颗卫星赶上前一颗卫星并发生碰撞，只需提高后者的速度。在绕地球飞行的宇宙飞船中，如果宇航员慢慢走出机舱并离开飞船，飞船的速度不会因为质量的减小而改变。c，2007年，据报道，“嫦娥一号”预计将于2007年初发射。嫦娥一号将在离月球h的高度绕月球作匀速圆周运动。众所周知，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为G，嫦娥一号绕月运行的周期为()，B，2006年5月，2006年5月在深圳进行了第二次测量和检查，北京时间2005年7月4日下午1点52分，美国探测器成功地击中了天普一号彗星并将

7、其抛入彗星中。如下图所示： 假设坦普尔1号彗星围绕太阳的轨道是一个椭圆，运动周期为5.74年，那么关于坦普尔1号彗星的下列说法是正确的：(1)A绕太阳的角速度是常数； b在近日点的线速度小于近日点的线速度；c在近日点的加速度小于近日点的加速度；椭圆轨道的半长轴的立方与其周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数。4亿年前，地球上每年有400天。那时，地球每次旋转的时间是21.5小时。根据科学家的分析，地球自转缓慢有两个主要原因：一是潮汐期间海水与海岸碰撞并摩擦海床，这使得能量成为内能；另一个是由于潮汐作用，地球将部分旋转能量转移到月球上，这增加了月球的机械能(不考虑对月球旋转的影响)。由此可以判

8、断，与4亿年前相比，月球绕地球旋转的半径增加，速度降低，周期增加，角速度增加。2007年南京“神舟六号”载人航天飞行(二)的圆满成功，是中国太空探索之旅的一大进步，标志着中国载人航天技术的新突破。在神舟六号飞船到达预定的圆形轨道之前，运载火箭的末级火箭仍然与飞船相连(飞船在前，火箭在后)。首先，它在大气层外的轨道上绕地球作匀速圆周运动，然后启动脱离装置，加速航天器，实现船箭脱离。最后，飞船到达预定轨道。关于飞船和箭脱离后的说法，正确的是()预定轨道比某一轨道离地面更远，飞船的速度比以前大，飞船的运动周期更小，预定轨道比某一轨道离地面更远，飞船的向心加速度更小，飞船和火箭仍在同一轨道上运动，飞船

9、的速度比火箭大。2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度。2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度。2004年8月29日，火星回到了这个位置。2004年8月29日，火星还没有回到这个位置。2003年8月29日，火星、地球和太阳处于3.1时，上演了“火星奔向太阳”的天文奇观。这是60000年来火星距离地球最近的一次，火星与地球之间的距离只有5576万公里，这为人类研究火星提供了最好的机会。图为美国宇航局发布的最新“火星快车”虚拟地图。解：是根据万有引力定律GMm/r2=mv2/r，B对，开普勒第三定律T2/R3。2005年10月17日凌晨4点33分，“神舟六号”返回舱缓缓降落

10、在内蒙古四子王旗主着陆点，标志着中国首次真正参与的太空飞行试验圆满成功，标志着中国的太空飞行进入了一个新的阶段。两名宇航员在距离地面高度为100米的环形轨道上运行了一段时间。在此期间，请注意，已知地球半径为r，地球表面重力加速度为g。解：假设一个质量为m、质量为m0的物体存在于地面上，航天器运行周期为T=t/n，让质量为m的航天器提供向心力，联立解如下：重庆卷19，19，2007。土卫六10和土卫六11是土星的两颗卫星，它们都以近似圆形的轨道围绕土星运行。它们的参数如表所示：A、与土卫六(Titan)相比，两颗卫星都受到土星万有引力的吸引，b、围绕土星圆周运动的周期较大，c、围绕土星圆周运动的

11、向心加速度较大，D、动能较大，A、D、合肥市，2007年教学质量检查-15、15颗质量为m的卫星围绕地球作匀速圆周运动，轨道半径是地球半径的两倍。众所周知，地球的半径是r，地球表面的重力加速度是g。求卫星的动能。如果在地面上有一个物体m0，那么就有卫星的动能。它可以同时解决。14、14中国第一个探月计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约需要十年时间才能完成，这大大提高了学生对月球的关注度。下面是一个同学设计的关于月球知识的两个问题。请回答：如果你知道地球的半径是R，地球表面的重力加速度是G，月球绕地球运动的周期是T，月球绕地球的运动近似被认为是均匀的圆周运动。试着找出月球绕地球运行的轨道半径。

12、如果一名宇航员与月球飞船一起降落在月球上，他会在月球表面某处以速度v0垂直向上投掷一个球，在时间t之后，球会落回到投掷点。众所周知，月球的半径是R个月，重力常数是g。试着找出m个月内月球的质量。根据万有引力定律和向心力公式，让月球表面的重力加速度为g个月，根据问题的含义，计划发射一颗圆形轨道地球卫星，其高度为地球距地面半径R0，与赤道平面重合。假设地球表面的重力加速度为g，(1)计算卫星绕地球中心的运动周期t，(2)假设地球的旋转周期T0，并且卫星绕地球的旋转方向与地球的旋转方向相同，那么在赤道上的一个点上的人能连续看到卫星多久？解答：(1)从万有引力公式，我们可以从地球表面和轨道得到卫星绕地

13、球运行的周期。(2)人们只是在位置D看到位置A的卫星，然后在位置C看到卫星从位置B消失。根据几何知识，BOC=DOA=/3，假设赤道上的人可以连续看到卫星的时间是t，那么就有16(15)个点。宇航员在月球表面完成了以下实验：一个质量为m的球(可视为一个粒子)静止在一个固定的垂直光滑圆轨道的最低点。如图所示，当对球施加一个水平冲量的力矩时，它可以使球在垂直面上做一个完整的圆周运动。众所周知，圆形轨道的半径是R，月球的半径是R，引力常数是G (1)。如果月球卫星发射到月球表面，(2)轨道半径为2R的月球卫星的周期是多少？解决方法：假设月球表面的重力加速度为G，月球的质量为M。在圆弧的最低点，球有：

14、I=mv0，球刚完成圆周运动，球有：从最低点到最高点，可以得到在月球上发射卫星的最小速度是月球的第一宇宙速度，当卫星绕月轨道半径为2R时，有金而不是GM=gR2。16(12分钟)运行在赤道上的人造卫星的轨道半径为r=2R(R是地球的半径)，卫星的运行方向与地球的旋转方向相同。众所周知，地球自转的角速度是0，地球表面的重力加速度是g。(1)卫星绕地球旋转的角速度；(2)卫星两次穿过赤道同一建筑物正上方的时间间隔t。(1)地球对卫星的引力为卫星作匀速圆周运动提供向心力。假设地球的质量为m，卫星的质量为m，有：在地球表面有一个质量为m的物体，有：可以通过代入r=2R得到。所需时间：18(15分钟)理论证明，当从行星中心开始的无穷远被视为重力势能的零势能点时，物体在距离行星中心R处的重力势能可以表示为：其中G是重力常数，M和M代表行星和物体的质量，重力所做的正功等于重力势能的减少。众所周知，月球的质量是M，半径是R，月球探测飞船在月球表面的总质量是M。(2)将航天器从月球表面送入绕月轨道的能量至少为E。一些学生提出了一