天体运动精讲.doc

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1、第四讲天体运动1.行星的运动-------开普勒三大定律（1）开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。（2）开普勒第二定律（面积定律）：对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。（3）开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。例1.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比_________2.万有引力定律（1）内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成正比，跟它们距

2、离的平方成反比。（2）公式：F=Gm1m2/r2（3）引力常量：G=6.67×10-11N·m2/kg2,数值上等于两个质量均为1kg的物体相距1米时它们之间的相互吸引力。（4）应用：a.天上：万有引力提供向心力b.地上：万有引力近似等于重力黄金代换：3.人造地球卫星运动规律（1）人造卫星运动近似看做匀速圆周运动（2）万有引力提供向心力例1两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动，周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（RA：RB=1：4；VA：VB=2：1）（3）宇宙速度：第一宇宙速度：V=7.9km/s，又叫最小发射速度，最大环绕速度。第二宇宙速

3、度：V=11.2km/s，脱离地球的引力，不在绕地球运行，脱离速度第三宇宙速度：V=16.7km/s，脱离太阳引力，逃逸速度（4）地球同步卫星：①定周期（频率、转速）（与地球自转的周期相同，即T=24h）②定高度（到地面的距离相同，即h=3.6×107m）③定在赤道的正上方某点（相对于地球静止）。④定线速度大小（即V=3.0×103m/s）⑤定角速度（与地球自转的角速度大小）⑥定向心加速度大小例1.如图1所示,a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)(1)a、b的线速度大小之比是:(2)a、b的周期之比是(3)a、b的角

4、速度大小之比是(4)a、b的向心加速度大小之比是例3如图2所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星,A.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度B.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度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cD.a卫星由于某种原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将变大例4在太阳系中有一颗行星的半径为R,若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体,则该物体上升的最大高度为H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计(万有引力常量G未知).则根据这些条件,可以求出的物理量是()A.该行星的密度

5、B.该行星的自转周期C.该星球的第一宇宙速度D.该行星附近运行的卫星的最小周期练习题1.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是（）A．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大B．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小C．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越大D．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小2．甲、乙两颗人造地球卫星，质量相等，它们的轨道都是圆，若甲的运动周期比乙小，则（）A．甲距地面的高度比乙小B．甲的加速度一定比乙小C．甲的加速度一定比乙大D．甲的速度一定比乙大3.关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是(B)A

6、.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等C.离太阳越近的行星运动周期越大4．如图1-4-1所示，在同一轨道平面上，有绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C某时刻在同一条直线上，则（）A.经过一段时间，它们将同时回到原位置B.卫星C受到的向心力最小C.卫星B的周期比C小D.卫星A的角速度最大5．某天体半径是地球半径的K倍，密度是地球的P倍，则该天体表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A．倍B．倍C．KP倍D．倍6．人造卫星离地球表面距离等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动，设地面上的重力加速度为g，则（

7、）A.B.C.D.7．已知地球半径为R，地面重力加速度为g.假设地球的自转加快，则赤道上的物体就可能克服地球引力而飘浮起来，则此时地球的自转周期为（）A.B.C.D.**8．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常数为G，那么该行星的平均密度为（）A.B.C.D.9．某星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体，射程为60m，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为（）A．10mB．15mC．90mD．360m10、关于人造地球卫星及其中物体的超重和失重问题，下列