天體運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題復(fù)習(xí)

專(zhuān)題復(fù)習(xí)：天體運(yùn)動(dòng)

1（一）、萬(wàn)有引力定律1．內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的______成正比，與它們之間______________成反比．2．公式：F＝_________，引力常量：G＝6.67×10－11N·m2/kg2乘積距離r的二次方基礎(chǔ)知識(shí)梳理2基礎(chǔ)知識(shí)梳理（二）、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律定律內(nèi)容圖示開(kāi)普勒第一定律所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是_____，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)______上開(kāi)普勒第二定律對(duì)任意一個(gè)行星而言，它與太陽(yáng)的_____在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)_____的面積開(kāi)普勒第三定律所有行星軌道半長(zhǎng)軸的____方跟它的公轉(zhuǎn)周期的____方的比值都相等.＝k橢圓焦點(diǎn)連線相等三次二次3特別提示：開(kāi)普勒三定律雖然是根據(jù)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)總結(jié)出來(lái)的，但也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)．4萬(wàn)有引力在天文學(xué)上的應(yīng)用5（三）．天體問(wèn)題分析

基本方法:我們將天體運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，天體運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供

天體運(yùn)動(dòng)模型

Mrm基本關(guān)系式：

6（四）黃金代換式不考慮天體自轉(zhuǎn)，對(duì)在任何天體表面的物體都可以近似認(rèn)為mg＝，從而得出GM＝gR2(通常稱(chēng)為黃金代換式)其中M為該天體的質(zhì)量，R為該天體的半徑，g為相應(yīng)天體表面的重力加速度．7一：計(jì)算天體的質(zhì)量和密度例題1：天宮一號(hào)于2011年9月29日成功發(fā)射，它將和隨后發(fā)射的神州飛船在空間完成交會(huì)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)中國(guó)載人航天工程的一個(gè)新的跨越。天宮一號(hào)進(jìn)入運(yùn)行軌道后，其運(yùn)行周期為T(mén)，距地面的高度為h，已知地球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G。若將天宮一號(hào)的運(yùn)行軌道看做圓軌道，求：（1）地球質(zhì)量M；（2）地球的平均密度。8解：（1）萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，所以有（2）地球的平均密度9③若天體的衛(wèi)星在天體表面附近環(huán)繞天體運(yùn)動(dòng)，可認(rèn)為其軌道半徑r等于天體半徑R，則天體密度ρ＝(1)通過(guò)觀察衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，軌道半徑r.①由萬(wàn)有引力等于向心力，即得出中心天體質(zhì)量M＝方法總結(jié)：如何計(jì)算天體的質(zhì)量和密度10方法總結(jié)：(2)利用天體表面的重力加速度g和天體半徑R.由于

＝mg，故天體質(zhì)量M＝，天體密度ρ＝

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二：天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律（以衛(wèi)星繞地球?yàn)槔?/p>

衛(wèi)星的線速度、角速度、周期與軌道半徑的關(guān)系12總結(jié)：當(dāng)衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，軌道半徑r越大，v越小，ω越小，T越大；

13三：地球的宇宙速度1.第一宇宙速度：v=7.9km/s

含義（1）人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度（2）近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度

（3）衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度．14法一：萬(wàn)有引力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力法二：重力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力第一宇宙速度的推導(dǎo)（已知地球表面重力加速度g=9.8m/s2，R=6400km）15２、第二宇宙速度（脫離速度）

這是衛(wèi)星掙脫地球的引力束縛，成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度．v2=11.2km/s3、第三宇宙速度（逃逸速度）這是衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小發(fā)射速度．如果人造天體具有這樣的速度，就可以擺脫地球和太陽(yáng)引力的束縛而飛到太陽(yáng)系外了．v3=16.7km/s16例3：一宇航員在星球上以速度V豎直上拋一物體，經(jīng)t秒落回手中，已知該星球半徑為R，則該星球的第一宇宙速度為多大？析：根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)求該星球表面的重力加速度，再用第一宇宙速度表達(dá)式即可求得。17六.鞏固練習(xí)

1.(2009·廣東卷)宇宙飛船在半徑為R1的軌道上運(yùn)行，變軌后的半徑為R2，R1＞R2，宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后宇宙飛船的(

)A．線速度變小B．角速度變小C．周期變大D．向心加速度變大183.若已知某行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的半徑為r，公轉(zhuǎn)周期為T(mén)，萬(wàn)有引力常量為G，則由此可求出（）A.某行星的質(zhì)量B.太陽(yáng)的質(zhì)量C.某行星的密度D.太陽(yáng)的密度193.美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)GPS)由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km.我國(guó)的“北斗一號(hào)”衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三顆衛(wèi)星組成，三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上．比較這些衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．“北斗一號(hào)”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相同B．GPS的衛(wèi)星比“北斗一號(hào)”的衛(wèi)星周期短C．GPS的衛(wèi)星比“北斗一號(hào)”的衛(wèi)星的加速度大D．GPS的衛(wèi)星比“北斗一號(hào)”的衛(wèi)星的運(yùn)行速度小20．（20