高一物理之天体运动

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1、天体运动问题：1,开普勒第三定律:詁k例：月球坏绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒第三定律计算：在赤道平面离地多高时，人造卫星随地球一起转动，就像是停留在天空屮不动一样。规律总结：若将天体的运动看成圆周运动，则辱二k,解题时常用两星体比较，此时有筈二筈因此利用开普勒笫三定律可以求解运动时间，轨道半径，绕行速度的比值问题。注意点：公式中的k是一个与行星无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，k的值不同,k的值与屮心天体有关。练习：対于开普勒笫三定律的表达式鑒二k

2、的理解，正确的是（）A.k与屮成正比B.k与T55成反比C,k的值是与a和T无关的量D,k值与行星自身无关2,太阳对行星引力规律的推导基本思想：引力作为合外力提供向心力。（合外力提供向心力是解决天体运动问题的核心思想）结论：F正比于炸例1：地球质量约为月球质量的81倍，宇宙飞船从地球飞往月球，当飞至某一位置时，宇宙飞船所受到的合力为零，问：此时飞船在空间的什么位置？（已知地球与月球Z间的距离是3.84xlCskm）例2：已知太阳光从太阳射到地球需要500s,地球绕太阳的公转周期约为3.2x107s

3、,地球的、质量约为6xl02?kg,求太阳对地球的引力为多少?练习：把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周，有火星和地球绕太阳运动的周期Z比可以求得（）A,火星和地球的质量之比B,火星和太阳的质量之比C.火星和地球到太阳的距离之比D.火星和地球绕太阳运行速度大小之比1,万有引力定律注意点：1，万有引力定律公式适用的条件；C1：万有引力公式适用于质点间的引力大小计算2：对于可视为质点的物体间的引力求解也可以利用万有引力公式，如两物体间的距离J远小于物体本身的大小吋，物体可以视为质点：均匀球体可以视为质

4、量集中于球心的质点3：当物体不能看成是质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，理论上讲，求出两个物体上每个质点与另一个物体上所有质点的万有引力，然后求合力在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的星球之间或天体与天体附近的物体间,它的存在才有实际意义，故在分析地球表面上物体I'可的受力时，不考虑物体I'可的万有引力,只考虑地球对物体的引力。理解：对于万有引力定律的表达式F二浑罗，下列说法正确的是（）A,只要说和m2是球体，就可以用上式求解万有引力B,当r趋近于0时，万有引力就无限大C,两物体之

5、间的引力总是大小相等的，而与ml,m2是否相等无关拓展：在地球上重力与万有引力的关系物体在赤道上时，重力为最小值物体在两极时，万有引力就等于重力除在两极外，都不能说重力就是地球对物体的万有引力，但由于提供做绕地球做圆周运动的分力远小于万有引力，所以在忽略地球自转的问题中，通常认为重力等于万有引力，即mg舞练习：1,两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起，他们之间的万有引力为F,若两个半径是小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起，则他们之I'可的万有引力是（）A2FB4FC8FD16F2,引力常量为G,地

6、球质量为M,地球可以看成均匀球体，半径为R,忽略地球自转，则地球表面的重力加速度为（）A,沪警B,沪GRC.g舞D,缺少条件，无法算出特殊问题：补偿法处理非均匀球体间的万有引力例4如图一个质量为M的均匀球体，半径为R,如果通过球心挖去一个直径为R的实心小球，然后置于相距为d的地方，试计算空心球与小实心球之间的万有引力。♦提示：我们可以把整个球体看成是两个球体拼接而成，整个大球体对其他物体的万有引力则是这两个球体对其他物体的万有引力的合力。练习：地球赤道上有一物体随地球自转最圆周运动，所需的向心力为

7、FJL,向心加速度为al,线速度为VI,角速度为wl,绕地球表血附近做匀速圆周运动的人造卫星（高度忽略）所需要的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为w2,地球同步卫星做圆周运动所需要的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为w3,己知地面的重力加速度为g，同步卫星离地的高度为h,若三者质量相等，则（）A,F1=F2>F3B,al=a2=g>a3C,V1=V2>V3D.W1=W2

8、引力的具体运用问题1,天体质量估测物理量得开放性问题例：木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕木星公转，如果要通过观测求得木星的质量，需要测得哪些量。并给出求质量的计算式。解题思路：根据万有引力提供向心力，利用公式代换，求出质量的表达式2,中心天体质量的计算例，为了研究太阳演化过程，需知道目前太阳的质量M,己经地球半径R=6.4xlOfim,地球质量m=6xia£4kg,日地小心的距离r=1.5xl922,地球表面处的重力加速度g取10m/S2,1年约为3.2xl01（