释疑“天体运动”的几点特征描述

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1、释疑“天体运动”的几点特征描述圆周运动是种特殊的曲线运动，依据研究对象所处的空间位置分为：宏观物体的圆周运动、微观粒子的磁偏转和氢原子玻尔模型（轨道半径和能量呈量子化）、天体运动等问题。“天体运动”中，以观察为基础建立的经验规律┅开普勒三定律（轨道定律、面积定律和周期定律）是从运动学角度描述天体的运动；从天体运动的动力学特征揭示了天体运动的原因。近年来，天体运动作为相近学科交叉建构点，在学科综合考试中被列为热点，在学习中要从以下几个角度解疑释惑，加强学生综合能力的培养和提高。1　、的区别天体以某一行星为焦点做椭圆运动，充当向心力，由于间距

2、变化，使随发生变化，提供的随而发生变化，使不同位置处的速率不同；虽然各处的曲率不同，但椭圆关于坐标轴对称，而且不同位置对应固定的曲率半径，因此：；因此在椭圆的近日点和远日点的关系：在同步卫星的实际发射中，大多数国家采取“变轨发射”，发射过程经历以下三个阶段：①发射卫星到达200—300的圆形轨道上，围绕地球做圆周运动，这条轨道称为“停泊轨道”；②当卫星穿过赤道平面点时，二级点火工作，使卫星沿一条较大的椭圆轨道运行，地球作为椭圆的焦点，当到达远地点时，恰为赤道上空处，这条轨道称为“转移轨道”，沿轨道和分别经过点时，加速度相同；③当卫星到达远

3、地点时，开动卫星发动机进入同步轨道，并调整运行姿态从而实现电磁通讯，这个轨道叫“静止轨道”。这种发射不仅消耗燃料烧，而且发射场地也不受必须在赤道上发射的限制，不足之处是操作和控制较为复杂。综上述可知天体运动做圆周运动时：；是指质心间距；是质点所处曲线对应的曲线半径（曲率的倒数），两者有本质的区别。开普勒第三定律：（正比于被围绕星体的质量），是指椭圆轨道的半长轴。例１、如图１所示，行星沿椭圆轨道绕太阳运行，且近日点到太阳的距离为，远日点到太阳的距离为，求行星在两点的运行速率之比？解析：由椭圆轨道对称性可知，两点所处曲线的曲率半径相同，设为，

4、5在处：　　；在B处：出现的问题：２、状态参量的决定因素依据空间间距的差异，将天体运动分为近地运动和远地运动两类问题，近地运动的特征是：　　利用圆周运动的知识可求出　　　　　　　　　　　即在质量一定时，确定的轨道半径决定了确定的运动状态参量，各状态参量之间没有相互的制约关系。例２、假如一颗做圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的倍后仍作圆周运动，则：（　　）A、根据公式可知，卫星运动的线速度将增大到原来的倍；B、根据公式可知，卫星所需的向心力将减小到原来的；C、根据公式可知，地球提供的向心力将减小到原来的；D、根据上述和给出的公式可知，

5、卫星的线速度将减小到原来的；3、区别发射速度和环绕速度，理解宇宙速度的内涵人造卫星由地面向外层空间发射时，需克服地球的引力做功，从而将部分动能转化为引力势能和所处轨道上环绕运行的动能之和，有确定的动能和引力势能之和，在没有向其他形势的能量转化时，机械能守恒；在运行的轨道上，一定，有确定的向心加速度、环绕速度、周期　，这个速度为环绕速度，越大,环绕速度越小，但需要的发射速度却很大。教材在推导第一宇宙速度时，仍采用牛顿原理图的不完全归纳法，在近地附近平抛运动的引申：在山顶上水平打炮，当速度达到一定某一极限值，炮弹环绕地心做圆周运动一周后，恰绕

6、过发射点，即发射速度等于环绕速度，由于是在近地附近发射，，则：它的前提是在这确定的高度处水平发射，如果仍从地表发射，在发射时提供的动能一是用来克服引力做功，二是提供环绕运动的动能，所以发射速度大于第一宇宙速度。关于第二和第三宇宙速度的数据给出，应引导学生感知教材“黑洞”阅读材料，知道“人造卫星脱离地球的速度等于等于第一宇宙速度的倍，即：为前提，在内人造卫星以地球为椭圆的一个焦点作近似的圆周运动，在增加时5减小，但发射速度增加。例3、某人在某一星球上以速度竖直上抛一物体，经秒落回手中，已知该星球的半径为，若要在该星球上发射一颗绕卫星旋转的人

7、造卫星，则卫星的速度为多少？解析：物体在地面附近（不计地球的自转）物体做竖直上抛运动：又４、关于地球自转问题的处理地面上的物体受到和地球表面的弹力的作用，地球是个非惯性系，在非惯性力这三个力的作用下处于平衡状态，如果看成惯性系，则物体处于非平衡态，和（指向物体所处的纬度圈的圆心）的合力为，和平衡，则与的合力为，随纬度的增加半径减小（不变），减小，在两极：；赤道上：例4、某星球壳视为球体，自转周期为，在它的两极处，用弹簧秤测得物体重为，在它的赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为，求星球的平均密度？解析：设星球的半径为，在两极和赤道上的重力及速度

8、分别为两极：赤道上：　　　对应练习：某球状行星具有均匀密度，若在赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星自转周期是多少？提示：在赤道上对行星的压力为零，则物体成为行星的一颗