天体运动教案.doc
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1、(完整版)天体运动教案第一讲 万有引力及天体运动一 基本概念:1 万有引力定律2 开普勒三定律:开普勒三大定律(注意三大定律的侧重点)第一定律:(阐述行星和恒星的位置关系及轨道特点)第二定律:(阐述行星运动过程中的速度变化特点)意思是:近地点速度大,远地点速度小,从远地点向近地点运动过程中速度在增大。第三定律:(阐述行星周期和半长轴的关系) 注意:k只与中心天体的质量有关,与其他因素无关,可以用万有引力提供向心力反推。从现代的角度看“日心说”、“地心说”是错误的,但是它们为人类探索宇宙有不可磨灭的贡献。例1:开普勒关于行星运动的描述,下列说法中正确的是( )A。所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭
2、圆,太阳处在椭圆的一个焦点上B。所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上C。所有的行星公转周期的三次方跟轨道的半长轴的二次方的比值都相等D。不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的二 天体运动(近似为匀速圆周运动)1.万有引力提供向心力2.运动类型a围绕中心天体做圆周运动,如地-太模型b双星模型3。辅助公式(黄金代换)三 主要题型1. 天体运动a求天体质量M情况一:在任何星球表面万有引力近似等于重力例2 (2012福建理综16)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为N.已知引力
3、常量为G,则这颗行星的质量为()A. B.C。 D.情况二:以该星体为圆心(中心天体),找一围绕该星作圆周运动的星体求解; 1、黄金代换的使用,特别是G、M未知而g已知的情况下.2、可以发现本章解题几乎就是使用这两个公式,因此一定要弄清两者的含义。3、要注意R、r的区分。R指中心天体的半径,r指行星或卫星的轨道半径.若绕近地轨道运行,则有R=r。b天体密度的计算天体密度计算的关键是算出质量,然后除以体积例3“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期为T,已知引力常量为G,半径为R的球体体积公式VR3,则可估算月球的()
4、A密度 B质量 C半径 D自转周期c用已知天体与未知天体相关比值求天体表面g及天体第一宇宙速度例4(2014江苏卷)已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为()A3.5 km/s B5.0 km/s C17。7 km/s D35。2 km/s2。关于人造卫星(与天体运动相比,有了高度的问题)a卫星的类型(记住无论是什么轨道都只能以地球为圆心,而且轨道本身无法转动)同步卫星问题又叫通信卫星(几个一定)周期24小时,轨道唯一确定在赤道上空高度36000km处,速度3。1km/sb人造卫星相关参量例5如果把水星和金星绕太阳
5、的运动视为匀速圆周运动,从水星与金星在一条直线上开始计时,如图2所示若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为1;金星转过的角度为2(1、2均为锐角),则由此条件可求得()A水星和金星绕太阳运动的周期之比 B水星和金星的密度之比 C水星和金星到太阳的距离之比 D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比例6北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径均为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置,如图3所示若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力以下判断正确的是()
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