物理 天体运动习题整理PPT.ppt

1-75 天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G) 　　　　设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为ω1,ω2.根据题意有 　　　　　　　　　　　　　　　　 ① 　　r1+r2=r　　　　　　　　　　　 ② 　　根据万有引力定律和牛顿定律，有 　　　　　　　　　　　　　　　　 ③ 　　　　　　　　　　　　　　　　 ④ 　　联立①②③④式解得 1两种速度：发射速度和环绕速度 2两种运行轨道：正常运行和变轨运行 3两种周期——自转周期和公转周期 4两种加速度：卫星绕地球运动向心加速度和物体随地球自转的向心加速度 5三种卫星：同步卫星，近地卫星，极地卫星 小结 　如图4－1所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是 AD “连续物”指和天体紧紧连接在一起物体，“小卫星群”指环绕天体运动许多小星体的总称.据观测，在土星的外层有一个环，为了判定此环是土星的连续物还是土星的小卫星群，可测出环中各层的线速度v和该层到土星中心的距离R，进而得出v和R的关系，下列说法中正确 A．若v和R成正比，则此环是连续物 B．若v和R成正比，则此环是小卫星群 C．若v2和R成反比，则此环是小卫星群 D．若v2和R成反比，则此环是连续物 AC 模型1：卫星群和天体连续物 2．双星模型：两星相对位置保持不变，绕其连线上某点做匀速圆周运动． (1)两星之间的万有引力提供各自所需向心力． (2)两星绕某一圆心做匀速圆周运动的绕向相同，角速度、周期相同． (3)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离． =m2w22r2 L，r1、r2，千万不可混淆 4洞是具有强大引力又不易观察的天体，2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG6-30-15；假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，下列哪一组数据可以估算该黑洞的质量(引力常数已知)( ) A．太阳的质量和太阳到MCG6-30-15的距离 B．太阳的运行速度和太阳到MCG6-30-15的距离 C．太阳的质量和运行速度 D．地球绕太阳公转的周期和速度 B 3“黑洞”是近代引力理论预言的一种特殊天体，它的质量十分巨大，以至于其脱离速度有可能超过真空中的光速，因此任何物体都不能脱离它的束缚，即使光子也不能射出. 4三星模型:宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质量均为m ?（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期。 ?（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？ 作业：有一种卫星叫做极地卫星，其轨道平面与地球的赤道平面成900角，它常应用于遥感、探测。假设有一个极地卫星绕地球做匀速周运动。已知：该卫星的运动周期为T0/4（T0为地球的自转周期），地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。则： （1）该卫星一昼夜能有几次经过赤道上空？试说明理由。 （2）该卫星离地的高度H为多少？ 后面还有一题 2 “神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空．由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为h1，飞船飞行五周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示．在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，于10月17日凌晨在内蒙古草原成功返回．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R．求： （1）飞船在A点向心加速度大小． （2）远地点B距地面的高度． （3）沿着椭圆轨道从A到B的时间 （1）星体运动的向心力是由另外两星体对它的万有引力提供，则有 ??????????? ? 　　解得 ??????， ??????????? ? （2）设第二种形式星体之间的距离为r ，则三个星体作圆周运动的半径为 ，相邻两星体之间的万有引力,由星体做圆周运动可知 ????????? ? 　　由以上各式解得 ????? 5.2007年4