万有引力定律天体运动

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1、第4节　万有引力定律　天体运动考试说明类容要求说明开普勒行星运动定律I万有引力定律及其应用II表面附近，重力近似等于万有引力宇宙速度I计算只限第一宇宙速度一、开普勒行星运动定律定律内容图示开普勒第一定律(轨道定律)所有行星绕太阳运动的轨道都是，太阳处在椭圆的一个焦点上开普勒第二定律(面积定律)对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的开普勒第三定律(周期定律)所有行星的轨道的的三次方跟它的公转的二次方的比值都相等，即＝k椭圆面积半长轴周期内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体成正比，与它们之间成反比.公式：，式中G为，G＝.3.适用条件：万有引力定律适用于两质

2、点间万有引力大小的计算.质量的乘积距离的平方引力常量6.67×10－11N·m2/kg2二、万有引力定律1.基本方法把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供.2.解决天体圆周运动问题的两条思路三、万有引力定律在天文学上的应用4．同步卫星的五个“一定”(1)轨道平面一定：轨道平面与共面．(2)周期一定：与地球自转周期，即T＝24h.(3)角速度一定：与地球自转的角速度．地球赤道相同相同5．三种宇宙速度宇宙速度数值(km/s)意义第一宇宙速度7.9这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，若7.9km/s≤v＜11.2km/s，物体绕运行(环绕速度)轨道为椭圆第二宇

3、宙速度11.2这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，若11.2km/s≤v＜16.7km/s，物体绕运行(脱离速度)第三宇宙速度16.7这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，若v≥16.7km/s，物体将脱离在宇宙空间运行(逃逸速度)地球太阳太阳系1．经典时空观(1)在经典力学中，物体的质量是不随而改变的．(2)在经典力学中，同一物理过程发生的位移和对应时间的测量结果在不同的参考系中是．四、经典时空观和相对论时空观运动状态相同的增大的不同的开普勒行星运行定律的理解和运用哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆。下列说法中错误的是（）A、彗星在近日点的速率大于在远日点的速率B、彗星在近日点的

4、角速度大于在远日点的角速度C、彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度D、若彗星的周期为75年，则它的半长轴是地球公转半径的75倍D点评：开普勒行星运动定律从行星运动轨道、行星运动的线速度变化、轨道与周期的关系三个方面揭示了行星运动的规律．62页第2题例一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面圆形轨道运行数圈后，着陆在该行星上，宇宙飞船上备有以下实验器材：A．精确秒表一只B．质量为m的物体一个C．弹簧秤一只D．天平一架(包括砝码一套)中心天体的质量和密度的计算已知宇航员在绕行及着陆后各做一次测量，根据所测量的数据可以求出该星球的质量M、半径R(已知引力常量为G).(1)

5、两次测量的物理量分别为．(2)两次测量所选用的仪器分别为________(用该仪器的字母序号表示)(3)用所测值求出星球质量M、半径R.【思路点拨】牢记万有引力在天文学中应用的两条思路，确定方法和要测量的物理量，再选择器材．为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”．假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出()A．火星的密度和火星表面的重力加速度B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C．火星的半径和“

6、萤火一号”的质量D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力例如图A为静止于地球赤道上的物体、B为近地卫星、C为地球同步卫星，请分析三者的线速度、角速度、周期、加速度的大小关系为___、____、___、____.【思路点拨】弄清人造地球卫星和随地球自转物体做圆周运动的向心力来源是解题的关键．天体的环绕速度、周期的比较问题【答案】vB>vC>vA，ωB>ωC＝ωA，TBaC>aA练习61也例5谢谢题型三：人造卫星的发射和变轨问题例3发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q

7、点，轨道2、3相切于P点，如右图．关于这颗卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A．卫星在三个轨道运动的周期关系是：T1