高中物理天体运动总结及习题课.PPT.pptVIP

一、双基回顾： 1、开普勒行星运动定律： 第一定律（轨道定律）： 第二定律（面积定律）： 第三定律（周期定律）：R13／T12= R23／T22 即R3／T2=k 2、万有引力定律：定律内容：表达式：引力常量的测定：适用条件：在天文学上的应用： 3、三种宇宙速度：第一宇宙速度（环绕速度）：第二宇宙速度（脱离速度）：第三宇宙速度（逃逸速度）： 4、人造卫星 5、利用万有引力定律分析天体及卫星运动的基本思路：天体运动问题中，由于涉及到的关系多、公式多，形式复杂，容易导致混乱。所以要求在处理问题时要抓住一条主线：把天体及卫星的运动看成匀速圆周运动，万有引力来提供向心力，此后从一条龙公式[GMm/r2=mv2/r=mrω2=m(4π2/T2)r=mωv=mg/]上去寻求解决问题突破口。 解题过程中还需注意： ①卫星运行的轨道半径与离地面的高度不同 ②黄金替代：GM=gR2在问题处理中表现得很活跃 ③有效利用一些隐含条件，如地球表面的重力加速度；地球自转、公转的周期；月球绕地球运转的周期；地球的半径、同步卫星的定值参数等。 二、问题聚集： 1、万有引力、重力和向心力之间有何关系？ 2、重力加速度与纬度、高度之间何关系？ 3、人造卫星的轨道可以是任意的吗？ 4、卫星的发射速度和运行速度是一回事吗？ 5、同步卫星的运行过程中有哪些特点？ 6、卫星的线速度、角速度、周期、加速度与半径（或高度）之间有何关系？ 7、如何利用已有知识分析下述问题？ ⑴同步卫星的发射、变轨、回收问题 ⑵飞船与空间站的对接问题 ⑶卫星的超重和失重问题 8、卫星的向心加速和物体随地球自转的向心加速度有什么区别？ 三、考点探究： 1、星球表面的重力加速度： 2、天体质量、密度的求解计算问题： 3、天体瓦解问题： 4、线速度、角速度、周期、向心加速度（重力加速度）随半径（或高度）变化的关系型问题： 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题： 6、第一宇宙速度的理解、推导问题： 7、同步卫星问题： 8、双星问题： 9、卫星的变轨问题： 10、与STS相结合的信息给予题： STS是英文Science，Technology and Society的缩写词，译成中文是科学、技术与社会的意思。与之相关联的信息给予题的最大特点是陌生度大，如黑洞、“风云X号”气象卫星、火箭发射系统、“和平号”空间站、哈勃太空望远镜、“神舟X号”飞船、“勇气号”探测器、GPS定位系统、宇宙村等均是命题的背景材料，文字内容叙述繁杂冗长，这类题目多与生产、生活及现代物理知识相联系，主要考查学生的心理素质，分析综合的能力。应对措施：“八字”方针——“通读、联想、画图、转换” 四、实战演练：五、解题感悟： （1）测天体的质量及密度：（万有引力全部提供向心力） 【例1】中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为T=1/30s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常数G=6.67x10-11m/kg.s) （3）人造卫星、宇宙速度： 人造卫星分类（略）：其中重点了解同步卫星,宇宙速度：（弄清第一宇宙速度与发卫星发射速度的区别） 【例3】我国自行研制的“风云一号”、“风云二号”气象卫星运行的轨道是不同的。“一号”是极地圆形轨道卫星。其轨道平面与赤道平面垂直，周期是12h；“二号”是地球同步卫星。两颗卫星相比 号离地面较高； 号观察范围较大； 号运行速度较大。若某天上午8点“风云一号”正好通过某城市的上空，那么下一次它通过该城市上空的时刻将是 。 解析：根据周期公式T=知，高度越大，周期越大，则“风云二号” 气象卫星离地面较高；根据运行轨道的特点知，“风云一号” 观察范围较大；根据运行速度公式V=知，高度越小，速度越大，则“风云一号” 运行速度较大，由于“风云一号”卫星的周期是12h，每天能对同一地区进行两次观测，在这种轨道上运动的卫星通过任意纬度的地方时时间保持不变。则下一次它通过该城市上空的时刻将是第二天上午8点。 【例4】可发射一颗人造卫星，使其圆轨道满足下列条件（ ） A、与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面的同心圆 B、与地球表面上某一经度线是共面的同心圆 C、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是运动的 D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是静止的 解析：卫星绕地球运动的向心力由万有引力提供,且万有引力始终指向地心，因此卫星的轨道不可能与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面的同心圆，故A是错误的。由于地球在不停的自转，即使是极地卫星的轨道也不可能与任一条经度线