习题课：天体运动.pptx

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1、高中物理·必修2·人教版专题课孟庆阳万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：(2)环绕天体所需的向心力由中心天体对环绕天体的万有引力提供(1)地面（或某星球表面）的物体的重力近似等于万有引力注意：R与r的区别人造卫星的向心加速度、线速度、角速度、周期与半径的关系高轨低速长周期[目标定位]1.掌握解决天体运动问题的模型及思路．2．会分析人造卫星的变轨问题．3．会分析双星问题．【例1】（多）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()二、“赤道上的物体”与

2、“同步卫星”以及“近地卫星”的比较赤道上的物体、同步卫星和近地卫星都近似做匀速圆周运动，当比较它们的向心加速度、线速度及角速度(或周期)时，要注意找出它们的共同点，然后再比较各物理量的大小．1．赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，由v＝ωr和a＝ω2r可分别判断线速度，向心加速度的关系．A为同步卫星B为近地卫星C为赤道上的物体④V近>V同>V物V同与V物：V同与V近：【例2】（多）如图所示，a为地面上的待发射卫星，b为近地圆轨道卫星，c为地球同步卫星．三颗卫星质量相同．三颗卫星的线速度分别

3、为va、vb、vc，角速度分别为ωa、ωb、ωc，周期分别为Ta、Tb、Tc，向心力分别为Fa、Fb、Fc，则()A．ωa＝ωc<ωbB．Fa＝FcTb答案AD三、人造卫星、飞船的发射和变轨问题v1vPvQv3vP>v1v3>vQv1>v3vp>v1>v3>vQvP>vQ点火加速：在椭圆轨道上运行:第一次变轨：第二次变轨：点火加速：在圆轨道上稳定运行：P3.速度：卫星在圆轨道Ⅰ上和Ⅲ上运行速率为v1、v3，在轨道Ⅱ上过P、Q点的速率为vP、vQⅠⅡⅢ4.加速

4、度：卫星到达椭圆轨道与圆轨道的公切点时，卫星受到的万有引力相同，不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过P点，加速度都相同，Q点同理。5.周期:已知r1

5、轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，则()A．卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的速度大于Q点的速度B．卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的加速度小于Q点的加速度C．卫星分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的加速度不相等D．卫星要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，须在P点加速答案A卫星的追及问题【例4】如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．(1)求卫星B的运行周期；(2)如卫星B的绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近

6、(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？【针对训练】人造地球卫星P绕地球球心作匀速圆周运动，距地球球心的距离为r，地球的质量为M，引力常量为G．（1）求卫星P绕地球运行周期；（2）现有另一地球卫星Q，Q绕地球运行的周期是卫星P绕地球运行周期的8倍，且P、Q的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星P、Q在绕地球运行过程中，两星间相距最近时的距离多大；（3）若第（2）问的卫星Q与卫星P在某时刻相距最近，求此后经多长时间P、Q、地球三者共线．两个离得比较近的天体，在彼此间的引

7、力作用下绕两者连线上的某一点做圆周运动，这样的两颗星组成的系统称为双星．1．双星特点(1)两星做圆周运动的向心力相等；(2)两星具有相同的角速度和周期；(3)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离，即r1＋r2＝L.四、双星问题2．处理方法3．双星的两个结论（L为两星球间距离）①②①+②得：得【例4】两个靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图4所示．已知图4双星的质量分别为m1和m2，它们之间的距

8、离为L，求双星的运行轨道半径r1和r2及运行周期T.三星问题（质量相同）答案A答案BC直线