重点高中物理优质课件精选——《天体运动》.ppt

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1、,天体运动,执教教师：XXX,5 万有引力定律 天体运动,第 四章,抛体运动与圆周运动 万有引力定律,1.开普勒第三定律的理解和运用图4-5-2 飞船沿半径为r的圆周轨道绕地球运行，其周期为T0，如图4-5-2所示.如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点P处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船从P飞到B所需的时间(设地球半径R0已知).,图4-5-2,设飞船椭圆运动轨道的半长轴为R，则：R=(r+R0)/2 设飞船沿椭圆运动的周期为T，由开普勒第三定律得： 飞船从P飞到B所需的时间等于飞船沿椭圆运动的周期的一半，所以,所以：,点评：开普

2、勒行星运动定律从行星运动轨道、行星运动的线速度变化、轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律,(2010安徽皖南八校联考)组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为R、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式中正确的是( ),2.万有引力与重力 某星球可视为球体，其自转周期为T，在它的两极处，用弹簧秤测得某物体重为P，在它的赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为0.9P，某星球的平均密度是多少? 设被测物体的质量为m，某星球的质量为M，半径为R;在两极处时物体的重力等

3、于地球对物体的万有引力，即：,在赤道上，因某星球自转物体做匀速圆周运动，某星球对物体的万有引力和弹簧秤对物体的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有： 由以上两式解得某星球的质量为： 根据数学知识可知某星球的体积为： 根据密度的定义式可得某星球的平均密度为：,点评：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体质量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比地球表面附近，重力近似等于万有引力,一宇航员在某一行星的极地着陆时(行星可视为球体)，发现自己在当地的重力是在地球上重力的0.01倍，进一步研究还发现，该行星一昼夜的时间与地球相同，而且物体在赤道上完全失去了重力，试计算这一行星的半

4、径R.(结果保留两位有效数字，其中地球重力加速度g0=10m/s2，2=10) 设这一行星的半径为R依题意：所以,该行星上g=0.0110m/s2=0.1m/s2而所以所以,3.中心天体质量、密度的估算 (2010安徽)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出() A火星的密度和火星表面的重力加速度 B火星的质量和火星对“萤火一号”的引力 C火星的半径和“萤火一号

5、”的质量 D火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力,点评：以物理学前沿及科技新成果为背景编拟试题，体现新课程“注意学科渗透，关心科技发展”的理念本题以火星探测器“萤火一号”为背景，涉及受力问题和运动问题知识点，考查理解能力和处理物理问题的能力，体现了考试大纲中对“理解物理概念、物理规律的确切含义，理解物理规律的适用条件，理解相关知识的区别和联系”的能力要求,我国探月“嫦娥工程”已启动，“嫦娥”一号也已经发射成功，在不久的将来，我国宇航员将登上月球.假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为( )A. B. C. D.,

6、设月球表面的重力加速度为g0则密度 解得 B对.,4.天体表面重力加速度的求解 一卫星绕某行星做匀速圆周运动，已知行星表面的重力加速度为g0，行星的质量M与卫星的质量m之比M/m=81，行星的半径R0与卫星的半径R之比R0/R=3.6，行星与卫星之间的距离r与行星的半径R0之比r/R0=60.设卫星表面的重力加速度为g，则在卫星表面有,经过计算得出：卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度的1/3600.上述结果是否正确？若正确，列式证明；若有错误，求出正确结果.,题中所列关于g的表达式并不是卫星表面的重力加速度，而是卫星绕行星做匀速圆周运动的向心加速度. 正确的解法是： 在卫星表面： 在行

7、星表面： 即： 所以：g=0.16g0.,1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同.已知地球半径R=6400km，地球表面重力加速度为g.这个小行星表面的重力加速度为( ) A.400g B. C.20g D.,B,5.天体运动相关参量的综合分析 (2009安徽)2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境假定有甲、乙两块碎

8、片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是()A甲的运行周期一定比乙的长B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小D甲的加速度一定比乙的大,点评：以2009年俄罗斯与美国卫星相碰为情境，考查人造卫星的运动速率和轨道高度、周期、向心力的关系,(2011届安徽师大附中一模)一行星的半径是地球半径的2倍，密度与地球的密度相同在此行星上以一定的初速度竖直上抛一个质量为m物体，上升的高度为h，则在地球上以同样大小的初速度竖直上抛一质量为2m的物体，上升的高度为(空气阻力不计)( )Ah B2hC3h D4h,B,解析：在地球上以同样大小的初速度竖直上抛一质量为2m的

9、物体，上升的高度为2h.,6.同步卫星问题 (2010安徽合肥三检)已知地球自转周期为T0，有一颗与同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径的四分之一，该卫星至少相隔多长时间才在同一城市的正上方出现一次(),点评：所谓同步卫星，是相对于地面静止的，和地球具有相同周期的卫星，T=24h，同步卫星必须位于赤道上方距地面高h处，并且h是一定的同步卫星也叫通讯卫星,下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是( )A.为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上B.通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同C.不同国家发射

10、通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内D.通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上,D,7.卫星变轨的动态分析 如图4-5-3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.a、b的向心加速度大小相等，且大于c的向心加速度,图4-5-3,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 因为b、c在同一轨道上运行，故其线速度大小、向心加速度大小均相等.又b、c轨道半径大于a的轨道半径，由 知，vb=vcva，故A选项错；由加速度a=GM/r2可知ab=acr2，Ek1Ek2,错解：本题中由于阻力作用会误认为v2v1，错选D. 错解分析：深刻理解速度是由高度决定的，加深“越高越慢”的印象，才能走出误区,谢谢观看,请指导,