万有引力定律_天体运动复习.ppt

* * 天体运动应紧紧抓住万有引力提供向心力 一、开普勒定律 1．第一定律(轨道定律)：所有行星围绕太阳运转的轨道都是　椭圆　，太阳处在所有椭圆的一个　焦点　上． 2．第二定律(面积定律)：任意一个行星在绕太阳运动时，行星与太阳的连线在相同时间里扫过的面积是　相等　的． 二、万有引力定律 1．万有引力定律的内容和公式 内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的．两个物体间的引力的大小，跟它们的　质量的乘积　成正比，跟它们的　距离的平方　成反比． 2．适用条件：公式适用于　质点间　的相互作用．当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点．均匀的球体也可以视为质点，r是两球心间的距离． 模型二： (1)环绕模型：天体运动可看成是　匀速圆周运动　——其引力全部提供　向心力　. (2)人造卫星的绕行速度、角速度、周期、向心加速度与半径的关系： 三、三种宇宙速度 四、地球同步卫星(通信卫星) 所谓地球同步卫星，是相对于地面　静止　的，和地球自转具有相同周期的卫星，T＝24h.同步卫星必须位于赤道　正上方　，距地面高度h≈3.6×104km，线速度约为3.08km/s，向心加速度约为0.23m/s2. 五、卫星的超重和失重 1．卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体　超重　. 2．卫星进入轨道后正常运转时，系统具有向下的加速度且等于轨道处的重力加速度g轨，卫星上物体　完全失重　. 例1：飞船沿半径为r的圆周轨道绕地球运行，其周期为T0，如图4－5－1所示．如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点P处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，求飞船从P飞到B所需的时间(设地球半径R0已知)． 万有引力和重力的关系 三、中心天体质量、密度的估算 问题：如何利用万有引力定律进行天体质量和密度的计算？ 四、天体运动相关参量的综合分析（两模型应用） 答案：BD 五、随星球自转物体和环绕星球表面的运动物体的区别 问题：如何区别随星球自转物体和环绕星球表面的运动物体？ 解答：(1)向心力的来源不同 置于星球表面的物体随星球自转所需的向心力由星球对物体的引力和星球表面支持力的合力提供． 环绕星球表面运动的卫星所需的向心力完全由星球的引力提供． 例5：根据观察，在土星外层有一个环，为了判断环是土星的连续物(和天体连在一起的物体)还是小卫星群，可测出环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系．下列判断正确的是(　　) A．若v与R成正比，则环为连续物 B．若v2与R成正比，则环为小卫星群 C．若v与R成反比，则环为连续物 D．若v2与R成反比，则环为小卫星群 答案：AD 六、人造地球卫星 同步卫星问题 问题：地球同步卫星有哪些特点？ 解答：(1)地球同步卫星只能在赤道上空； (2)地球同步卫星与地球自转具有相同的角速度和周期； (3)地球同步卫星相对地面静止； (4)地球同步卫星的高度是一定的． 地面→近地轨道(停泊轨道)→转移轨道→同步轨道 1 3 2 F1 F2 F3 赤道平面 北 南 东 西