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天体运动知识点

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天体运动知识点 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

天体运动基本知识—诚志教育

人造地球卫星:在地球上抛出的物体,当它的速度足够大时,物体就永远不会落到地面上,它将围绕地球旋转,成为一颗人造地球卫星,简称人造卫星。

(1)人造卫星按运行轨道可分为低轨道卫星、中轨道卫星、高轨道卫星,以及地球同步轨道卫星、极地轨道卫星等。

(2)按用途人造卫星可分为三大类:科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。

考试应用重点

人造地球卫星:1、若已知人造卫星绕地心做匀速率圆周运动的轨道半径为r,地球的质量为M,各物理量与轨道半径的关系:?

①由得卫星运行的向心加速度为:;?

②由得卫星运行的线速度为:;?

③由得卫星运行的角速度为:;?

④由得卫星运行的周期为:;?

⑤由得卫星运行的动能:;?

即随着运行的轨道半径的逐渐增大,向心加速度a、线速度v、角速度ω、动能E k将逐渐减小,周期T将逐渐增大。?

2、用万有引力定律求卫星的高度:?

通过观测卫星的周期T和行星表面的重力加速度g及行星的半径R可以求出卫星的高度。②特别需要指出的是,静止在地球表面上的物体,尽管地球对物体的重量也为mg,尽管物体随地球自转也一起转,绕地轴做匀速率圆周运动,且运行周期等于地球自转周期,与近地卫星、同步卫星有相似之处,但它的轨道平面不一定通过地心,如图所示。只有当纬度θ=0°,即物体在赤道上时,轨道平面才能过地心.地球对物体的引力F的一个分力是使物体做匀速率圆周运动所需的向心力f=mω2r,另一个分力才是物体的重量mg,即引力F不等于物体的重量mg,只有当r=0时,即物体在两极处,由于f=mω2r=0,F才等于mg。

③赤道上随地球自转而做圆周运动的物体与近地卫星的区别:

A、赤道上物体受的万有引力只有一小部分充当向心力,另一部分作为重力使得物体紧压地面,而近地卫星的引力全部充当向心力,卫星已脱离地球;

B、赤道上(地球上)的物体与地球保持相对静止,而近地卫星相对于地球而言处于高速旋转状态。?

3、卫星变轨问题?

卫星由低轨道运动到高轨道,要加速,加速后作离心运动,势能增大,动能减少,到高轨道作圆周运动时速度小于低轨道上的速度。?

万有引力定律的其他应用:

万有引力定律:(G=×10-11N·m2/kg2),万有引力定律在天文学中的应用:

1、计算天体的质量和密度;

2、人造地球卫星、地球同步卫星、近地卫星;

3、发现未知天体;

4、分析重力加速度g随离地面高度h的变化情况;

①物体的重力随地面高度h的变化情况:物体的重力近似地球对物体的吸引力,即近似等于

,可见物体的重力随h的增大而减小,由G=mg得g随h的增大而减小。

②在地球表面(忽略地球自转影响):(g为地球表面重力加速度,r为地球半径)。

③当物体位于地面以下时,所受重力也比地面要小,物体越接近地心,重力越小,物体在地心时,其重力为零。

5、黄金代换公式:GM=gR2。

天体运动专题例题 练习

3.已知地球的同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.0倍,根据你知道的常识,可以估算出地球到月球的距离,这个距离最接近( ) A .地球半径的40倍 B .地球半径的60倍 C .地球半径的80倍 D .地球半径的100倍 10据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是 A.运行速度大于7.9 km/s B.离地面高度一定,相对地面静止 C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 4.宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点,静止一质量为m 的小球(可视为质点),如图所示,当给小球水平初速度υ0时,刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动。已知圆弧轨道半径为r ,月球的半径为R ,万有引力常量为G 。若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为( ) A .Rr r 550υ B .Rr r 52 0υ C .Rr r 50 υ D . Rr r 552 0υ 3.(6分)(2015?红河州模拟)“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第五圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h 的圆形轨道.已知飞船的质量为m ,地球半径为R ,地面 A . 等于mg (R+h ) B . 小于mg (R+h ) C . 大于mg (R+h ) D . 等于mgh 7(2015沈阳质量检测 ).为了探测x 星球,总质量为1m 的探测飞船载着登陆舱在以该星球中心为圆心的圆轨道上运动,轨道半径为1r ,运动周期为1T 。随后质量为2m 的登陆舱脱离飞船,变 轨到离星球更近的半径为2r 的圆轨道上运动,则 A .x 星球表面的重力加速度2 11214T r g π= B .x 星球的质量21 3124GT r M π= C .登陆舱在1r 与2r 轨道上运动时的速度大小之比1 22121r m r m v v =

2018年高考物理复习天体运动专题练习(含答案)

2018年高考物理复习天体运动专题练习(含答 案) 天体是天生之体或者天然之体的意思,表示未加任何掩盖。查字典物理网整理了天体运动专题练习,请考生练习。 一、单项选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分.) 1.(2014武威模拟)2013年6月20日上午10点神舟十号航天员首次面向中小学生开展太空授课和天地互动交流等科 普教育活动,这是一大亮点.神舟十号在绕地球做匀速圆周运动的过程中,下列叙述不正确的是() A.指令长聂海胜做了一个太空打坐,是因为他不受力 B.悬浮在轨道舱内的水呈现圆球形 C.航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼 D.盛满水的敞口瓶,底部开一小孔,水不会喷出 【解析】在飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中,万有引

力充当向心力,飞船及航天员都处于完全失重状态,聂海胜做太空打坐时同样受万有引力作用,处于完全失重状态,所以A错误;由于液体表面张力的作用,处于完全失重状态下的液体将以圆球形状态存在,所以B正确;完全失重状态下并不影响弹簧的弹力规律,所以拉力器可以用来锻炼体能,所以C正确;因为敞口瓶中的水也处于完全失重状态,即水对瓶底部没有压强,所以水不会喷出,故D正确. 【答案】 A 2.为研究太阳系内行星的运动,需要知道太阳的质量,已知地球半径为R,地球质量为m,太阳与地球中心间距为r,地球表面的重力加速度为g,地球绕太阳公转的周期T.则太阳的质量为() A.B. C. D. 【解析】地球表面质量为m的物体万有引力等于重力,即G=mg,对地球绕太阳做匀速圆周运动有G=m.解得M=,D正确.

【答案】 D 3.(2015温州质检)经国际小行星命名委员会命名的神舟星和杨利伟星的轨道均处在火星和木星轨道之间.已知神舟星平均每天绕太阳运行1.74109 m,杨利伟星平均每天绕太阳运行1.45109 m.假设两行星都绕太阳做匀速圆周运动,则两星相比较() A.神舟星的轨道半径大 B.神舟星的加速度大 C.杨利伟星的公转周期小 D.杨利伟星的公转角速度大 【解析】由万有引力定律有:G=m=ma=m()2r=m2r,得运行速度v=,加速度a=G,公转周期T=2,公转角速度=,由题设知神舟星的运行速度比杨利伟星的运行速度大,神舟星的轨道半径比杨利伟星的轨道半径小,则神舟星的加速度比杨利伟星的加速度大,神舟星的公转周期比杨利伟星的公转周期小,神舟星的公转角速度比杨利伟星的公转角速度大,故选

高中物理天体运动经典习题

十年高考试题分类解析-物理 1.假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d 。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 A.R d - 1 B.R d +1 C.2)(R d R - D.2 )(d R R - 2.一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 ,已知引力常量为G,,则这颗行星的质量为 A .mv 2 /GN B .mv 4 /GN . C .Nv 2 /Gm .D .Nv 4 /Gm . 3.(2012·北京理综)关于环绕地球运动的卫星,下列说法正确的是 4A C 5A. B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年 C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心 加速度值 D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 6.(2012·全国理综)一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为k 。设地球的半径为R 。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零,求矿井的深度d . 1.(2011重庆理综第21题)某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N 年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如题21图所示。该行星与地球的公转半径比为

A .231N N +?? ??? B.23 1N N ?? ?-?? C .3 2 1N N +?? ??? D.32 1N N ?? ?-?? 2(2011四川理综卷第17题)据报道,天文学家近日发现了 一颗距地球40光年的 “超级地球”,名为“55Cancrie ”,该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的 1 480 ,母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同,“55Cancrie ”与地球均做匀速圆周运动,则“55Cancrie ”与地球的 A. B. C.1.m 1、m 2、M (M >>m 1,M >>m 2).在C 的万有引力作用下,a 、b 从2运行周期和相应的圆轨道半径,T 0和R 0是 3.(2010,在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为2g ,则 A .1g a =B .2g a =C .12g g a +=D .21g g a -= 4(2010四川理综卷第17题).a 是地球赤道上一栋建筑,b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106 m 的卫星,c 是地球同步卫星,某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方(如图甲所示),经48h ,a 、b 、c 的大致位置 是图乙中的(取地球半径R=6.4×106m ,地球表面重力加速度g=10m/s 2 ,π 5.(2010安徽理综)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h 1和h 2的圆轨道上运动时,周期分别为T 1和T 2。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

-天体运动单元测试题及答案

天体运动单元测试题 一、选择题 1.“神舟七号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中,下列事件不可能发生的是( ) A .航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼 B .悬浮在轨道舱内的水呈现圆球形 C .航天员出舱后,手中举起的五星红旗迎风飘扬 D .从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的线速度相等 2.我国的“神舟七号”飞船于2008年9月25日晚9时10分载着3名宇航员顺利升空,并成功“出舱”和安全返回地面.当“神舟七号”在绕地球做半径为r 的匀速圆周运动时,设飞船舱内质量为m 的宇航员站在可称体重的台秤上.用R 表示地球的半径,g 表示地球表面处的重力加速度,g ′表示飞船所在处的重力加速度,N 表示航天员对台秤的压力,则下列关系式中正确的是( ) A .g ′=0 B .g ′=22R g r C .N=mg D .N=R mg r 3.“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆,其运动周期为5.74年,则关于“坦 普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( ) A .绕太阳运动的角速度不变 B .近日点处线速度大于远日点处线速度 C .近日点处加速度大于远日点处加速度 D .其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数 4.地球表面的重力加速度为g ,地球半径为R ,引力常量为G .假设地球是一个质量分布均 匀的球体,体积为343 R π,则地球的平均密度是( ) A .34g GR π B .234g GR π C .g GR D .2g G R 5.“嫦娥二号”已于2010年10月1日发射,其环月飞行的高度距离月球表面100km ,所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km 的“嫦娥一号”更加翔实.若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动,运行轨道如图所示.则( ) A .“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小 B .“嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”更小 C .“嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”更小 D .“嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比“嫦娥一号”更小 6.人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为R ,线速度为v ,周期为T ,要使卫星的周期变为2T ,可以采取的办法是( ) A .R 不变,使线速度变为2 v

2018高考物理总复习专题天体运动的三大难点破解1深度剖析卫星的变轨讲义

拼十年寒窗挑灯苦读不畏难;携双亲期盼背水勇战定夺魁。如果你希望成功,以恒心为良友,以经验为参谋,以小心为兄弟,以希望为哨兵。 二、重难点提示: 重点:1. 卫星变轨原理; 2. 不同轨道上速度和加速度的大小关系。 难点:理解变轨前后的能量变化。 一、变轨原理 卫星在运动过程中,受到的合外力为万有引力,F 引=2 R Mm G 。卫星在运动过程中所需要的向心力为:F 向= R m v 2 。当: (1)F 引= F 向时,卫星做圆周运动; (2)F 引> F 向时,卫星做近心运动; (3)F 引

运动进入轨道2沿椭圆轨道运动,此过程为离心运动;到达B点,万有引力过剩,供大于求做近心运动,故在轨道2上供需不平衡,轨迹为椭圆,若在B点向后喷气,增大速度可使飞船沿轨道3运动,此轨道供需平衡。 2. 回收变轨 在B点向前喷气减速,供大于需,近心运动由3轨道进入椭圆轨道,在A点再次向前喷气减速,进入圆轨道1,实现变轨,在1轨道再次减速返回地球。 三、卫星变轨中的能量问题 1. 由低轨道到高轨道向后喷气,卫星加速,但在上升过程中,动能减小,势能增加,增加的势能大于减小的动能,故机械能增加。 2. 由高轨道到低轨道向前喷气,卫星减速,但在下降过程中,动能增加,势能减小,增加的动能小于减小的势能,故机械能减小。 注意:变轨时喷气只是一瞬间,目的是破坏供需关系,使卫星变轨。变轨后稳定运行的过程中机械能是守恒的,其速度大小仅取决于卫星所在轨道高度。 3. 卫星变轨中的切点问题 【误区点拨】 近地点加速只能提高远地点高度,不能抬高近地点,切点在近地点;远地点加速可提高近地点高度,切点在远地点。

高一物理天体运动.

高一物理天体的运动 一、考点探究: 1、星球表面的重力加速度; 2、天体质量、密度的求解计算问题; 3、天体瓦解问题; 4、线速度、角速度、周期、向心加速度(重力加速度)随半径(或高度)变化的关系型问题; 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题; 6、第一宇宙速度的理解、推导问题; 7、同步卫星问题; 8、双星问题; 9、卫星的变轨 二、重点与难点: 1、开普勒第一定律:所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。 2、开普勒第二定律: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的面积相等。 3、开普勒第三定律:所有行星的轨迹的半长轴的立方跟它的公转周期的平方的比值都相等。 4、万有引力定律:宇宙间的一切物体都是互相吸引的,两个物体间的引力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;F=G 2 21r m m ,式中G=6.67?1011 -N·m 2/kg 2。 5、万有引力定律的适用条件:质点、质量分布均匀的球体,或物体之间的距离远大于物体大小时。 6、万有引力的特点:任何客观存在有质量的物体之间都有万有引力;万有引力是一对作用力与反作用力;通常情况下万有引力很小,只有质量巨大的星球或天体附近的物体间才有实际的物理意义。 7、万有引力与重力的关系:地球表面物体所受万有引力可以分解成为物体的重力和物体随地球自转的向 心力;通常情况下,物体随地球自转的向心力很小,万有引力近似全部充当重力,即G 2r Mm =mg 。 8、天体运动:天体的运动可以近似看作匀速圆周运动,万有引力充当向心力,即F 向= G 221r m m 。 9、人造地球卫星:分为普通卫星、近地卫星和同步卫星。 10、天体运动的运算:可应用公式G 2r Mm =m r v 2=m 2 ωr=m 224T πr 计算天体的质量和密度,以及天体运动 的线速度、角速度、周期、轨道半径之间的关系。 11、第一宇宙速度:卫星沿地球表面绕地球飞行的速度;又叫环绕速度;是卫星做匀速圆周运动的最大速度;是物体成为人造卫星的最小发射速度;v=gr =7.9km/s 。 12、第二宇宙速度:脱离地球束缚的最小速度;v=11.2km/s 。 13、第三宇宙速度:脱离太阳束缚的最小速度;v=16.7km/s 。 三、考点梳理 1、基本方法:把天体运动近似看作圆周运动,它所需要的向心力由万有引力提供, Gr v m r Mm 22==mω2 r=mr T 224π 2、估算天体的质量和密度 由G 2r Mm =mr T 224π得:M=2324Gt r π.即只要测出环绕星体M 运转的一颗卫星运转的半径和周期,就 可以计算出中心天体的质量.由ρ=V M ,V=34πR3 得: ρ=3 233R GT r π.R 为中心天体的星体半径。 特殊:当r=R时,即卫星绕天体M 表面运行时,ρ=2 3GT π (2003年高考),由此可以测量天体的密度. 3、行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题 表面重力加速度g 0,由 02 GMm mg R = 得:02GM g R = 轨道重力加速度g ,由 2()GMm mg R h =+ 得: 22 0()()GM R g g R h R h ==++ 4、卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系

天体运动计算题

天体运动计算题 1.宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间t, 小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时的初速增大到2倍,则抛出点与落 .已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,万有引力常 数为G,求该星球的质量M. 解:设抛出点的高度为h,第一次抛出时水平射程为x;当初速度变为原来2倍时,水平射程为2x,如图所示 由几何关系可知:L2=h2+x2① (L)2=h2+(2x)2② ①②联立,得:h=L 设该星球表面的重力加速度为g 则竖直方向h=gt2③ 又因为=mg(或GM=gR2) ④ 由③④联立,得M= 2.在地球某处海平面上测得物体自由下落高度h所需的时间为t,到某高山顶测得物体自由落体下落相同高度所需时间增加了t ,已知地球半径为R,求山的高度。 解析:有(1)( 3) (2)(4)

由以上各式可以得出 3.人类对宇宙的探索是无止境的。随着科学技术的发展,人类可以运送宇航员到遥远的星球去探索宇宙奥秘。假设宇航员到达了一个遥远的星球,此星球上没有任何气体。此前,宇航员乘坐的飞船绕该星球表面运行的周期为T ,着陆后宇航员在该星球表面附近从h 高处以初速度0v 水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L ,已知万有引力常量为G 。 (1)求该星球的密度;(2)若在该星球表面发射一颗卫星,那么发射速度至少为多大? 【解析】(1)在星球表面 2 2 24GMm m R R T π= 又 mg R GMm =2 3 43 R M πρ= 解得 2 3GT π ρ= 另得到:2 2 4gT R π= (2)设星球表面的重力加速度为g ,小球的质量为m ,小球做平抛运动, 故有 2 2 1gt h = w t v L 0=_ 解得 2 2 2L hv g = 该星球表面处的最小发射速度即为该星球的第一宇宙速度,设为为v ,设卫星的质量为1m , 则在星球表面 2112 m M v G m R R = 又 112m M G m g R = 则 v = 代入(1)问中的R 解得2 2 L hTv v π= 。 4.一组宇航员乘坐太空穿梭机,去修理位于离地球表面m h 5 100.6?=的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H 。机组人员使穿梭机s 进入与H 相同的轨道并关闭助推火箭,而望远镜则在穿梭机前方数千米处,如图所示。设G 为引力常量,M 为地球质量(已知地球半径为 m R 6104.6?=,地球表面重力加速度取2/8.9s m )。

人教版物理必修二天体运动测试题(含参考答案)

人教版物理必修二天体运动测试题(含参考答案) 总分:100分 时间:60min 一、选择题(除特殊说明外,本题仅有一个正确选项,每小题4分,共计40分) 1. 人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用,绕地球运转的轨道半径会慢慢减小,在半径缓慢变化过程中,卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。当它在较大的轨道半径r 1上时运行线速度为v 1,周期为T 1,后来在较小的轨道半径r 2上时运行线速度为v 2,周期为T 2,则它们的关系是 ( ) A .v 1﹤v 2,T 1﹤T 2 B .v 1﹥v 2,T 1﹥T 2 C .v 1﹤v 2,T 1﹥T 2 D .v 1﹥v 2,T 1﹤T 2 2. 土星外层上有一个土星环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v 与该层到土星中心的距离R 之间的关系来判断 ① 若v R ∝,则该层是土星的一部分 ②2v R ∝,则该层是土星的卫星群. ③若1v R ∝,则该层是土星的一部分 ④若21v R ∝,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④ 3.假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是 ( ) A 放在赤道地面上的物体的万有引力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变 C 赤道上的物体重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增大 4.在太阳黑子的活动期,地球大气受太阳风的影响而扩张,这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围,而开始下落。大部分垃圾在落地前烧成灰烬,但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害.那么太空垃圾下落的原因是( ) A .大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的 B .太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小,根据牛顿第二定律,向心加速度就会不断增大,所以垃圾落向地面

高中物理力学部分知识点归纳

高中物理力学部分知识点归纳 1、基本概念:力、合力、分力、力的平行四边形法则、三种常见类型的力、力的三要素、时间、时刻、位移、路程、速度、速率、瞬时速度、平均速度、平均速率、加速度、共点力平衡(平衡条件)、线速度、角速度、周期、频率、向心加速度、向心力、动量、冲量、动量变化、功、功率、能、动能、重力势能、弹性势能、机械能、简谐运动的位移、回复力、受迫振动、共振、机械波、振幅、波长、波速 2、基本规律:匀变速直线运动的基本规律(12个方程);三力共点平衡的特点;牛顿运动定律(牛顿第一、第二、第三定律);万有引力定律;天体运动的基本规律(行星、人造地球卫星、万有引力完全充当向心力、近地极地同步三颗特殊卫星、变轨问题);动量定理与动能定理(力与物体速度变化的关系—冲量与动量变化的关系—功与能量变 化的关系);动量守恒定律(四类守恒条件、方程、应用过程);功能基本关系(功是能量转化的量度)重力做功与重力势能变化的关系(重力、分子力、电场力、引力做功的特点);功能原理(非重力做功与物体机械能变化之间的关系);机械能守恒定律(守恒条件、方程、应用步骤);简谐运动的基本规律(两个理想化模型一次全振动四个过程五个物理量、简谐运动的对称性、单摆的振动周期公式);简谐运动的图像应用;简谐波的传播特点;波长、波速、周期的关系;简谐波的图像应用;

3、基本运动类型:运动类型受力特点备注直线运动所受合外力与物体速度方向在一条直线上一般变速直线运动的受力分析匀变速直线运动同上且所受合外力为恒力 1. 匀加速直线运动 2. 匀减速直线运动曲线运动所受合外力与物体速度方向不在一条直线上速度方向沿轨迹的切线方向合外力指向轨迹内侧(类)平抛运动所受合外力为恒力且与物体初速度方向垂直运动的合成与分解匀速圆周运动所受合外力大小恒定、方向始终沿半径指向圆心(合外力充当向心力)一般圆周运动的受力特点向心力的受力分析简谐运动所受合外力大小与位移大小成正比,方向始终指向平衡位置回复力的受力分析 4、基本方法:力的合成与分解(平行四边形、三角形、多边形、正交分解);三力平衡问题的处理方法(封闭三角形法、相似三角形法、多力平衡问题—正交分解法);对物体的受力分析(隔离体法、依据:力的产生条件、物体的运动状态、注意静摩擦力的分析方法—假设法);处理匀变速直线运动的解析法(解方程或方程组)、图像法(匀变速直线运动的s-t图像、v-t图像);解决动力学问题的三大类方法:牛顿运动定律结合运动学方程(恒力作用下的宏观低速运动问题)、动量、能量(可处理变力作用的问题、不需考虑中间过程、注意运用守恒观点);针对简谐运动的对称法、针对简谐波图像的描点法、平移法 5、常见题型:合力与分力的关系:两个分力及其合力的大小、方向六个量中已知其中四个量求另外两个量。斜面类问题:(1)斜面上静止物体的受力分析;(2)斜面上运动物体的受力情况和运动情况的分析(包括

高中物理天体运动多星问题

双星模型、三星模型、四星模型 天体物理中的双星,三星,四星,多星系统是自然的天文现象,天体之间的相互作用遵循万有引力的规律,他们的运动规律也同样遵循开普勒行星运动的三条基本规律。双星、三星系统的等效质量的计算,运行周期的计算等都是以万有引力提供向心力为出发点的。双星系统的引力作用遵循牛顿第三定律:F F =',作用力的方向在双星间的连线上,角速度相等,ωωω==21。 【例题1】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 ) 【解析】:设两颗恒星的质量分别为m 1、m 2,做圆周运动的半径分别为r 1、r 2,角速度分别 为ω1、ω2。根据题意有 21ωω= ① r r r =+21 ② 根据万有引力定律和牛顿定律,有 G 12112 2 1r w m r m m = ③ G 12 212 21r w m r m m = ④ 联立以上各式解得 2 121m m r m r += ⑤ 根据解速度与周期的关系知 T πωω221= = ⑥ 联立③⑤⑥式解得 3 22214r G T m m π=+ 【例题2】天体运动中,将两颗彼此相距较近的行星称为双星,它们在万有引力作用下间距始终保持不变,并沿半径不同的同心轨道作匀速园周运动,设双星间距为L ,质量分别为M 1、M 2,试计算(1)双星的轨道半径(2)双星运动的周期。 解析:双星绕两者连线上某点做匀速圆周运动,即:

天体运动习题及答案

1.若知道太阳的某一颗行星绕太阳运转的轨道半径为r ,周期为T ,引力常量为G ,则 可求得( B ) A .该行星的质量 B .太阳的质量 C .该行星的平均密度 D .太阳的平均密度 2.有一星球的密度与地球的密度相同,但它表面处的重力加速度是地面表面处重力加速 度的4倍,则该星球的质量将是地球质量的(D ) A .14 B .4倍 C .16倍 D .64倍 3.火星直径约为地球直径的一半,质量约为地球质量的十分之一,它绕太阳公转的轨道 半径约为地球绕太阳公转半径的1.5倍.根据以上数据,下列说法中正确的是(AB ) A .火星表面重力加速度的数值比地球表面小 B .火星公转的周期比地球的长 C .火星公转的线速度比地球的大 D .火星公转的向心加速度比地球的大 4.若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动,设其周期为T ,引力常量为G , 那么该行星的平均密度为(B ) A .GT 23π B .3πGT 2 C .GT 24π D .4πGT 2 5.为了对火星及其周围的空间环境进行监测,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h 1和h 2的圆轨道上运动时, 周期分别为T 1和T 2.火星可视为质量分布均匀的球体,且忽略火星的自转影响,引力常 量为G .仅利用以上数据,可以计算出( A ) 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“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 6.设地球半径为R ,a 为静止在地球赤道上的一个物体,b 为一颗近地绕地球做匀速圆 周运动的人造卫星,c 为地球的一颗同步卫星,其轨道半径为r.下列说法中正确的是( D ) A .a 与c 的线速度大小之比为r R B .a 与c 的线速度大小之比为R r C .b 与c 的周期之比为r R D .b 与c 的周期之比为R r R r 7.2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务,他的第一次太 空行走标志着中国航天事业全新时代的到来.“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动, 其轨道半径为r ,若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为2r ,则可以确定

重点高中物理天体运动知识

重点高中物理天体运动 知识 文件编码(GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968)

“万有引力定律”习题归类例析 万有引力定律部分内容比较抽象,习题类型较多,不少学生做这部分习题有一种惧怕感,找不着切入点.实际上,只要掌握了每一类习题的解题技巧,困难就迎刃而解了.下面就本章的不同类型习题的解法作以归类分析. 一、求天体的质量(或密度) 1.根据天体表面上物体的重力近似等于物体所受的万有引力,由天体表面上的重力加速度和天体的半径求天体的质量 由mg=G得.(式中M、g、R分别表示天体的质量、天体表面的重力加速度和天体的半径.) [例1]宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球,经过时间t,小球落在星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L,若抛出时的初速度增大到2倍,则抛出点与落地点间的距离为L,已知两落地点在同一水平面上,该星球的半径为R,引力常量为G,求该星球的质量M和密度ρ. [解析]此题的关键就是要根据在星球表面物体的运动情况求出星球表面的重力加速度,再根据星球表面物体的重力等于物体受到的万有引力求出星球的质量和星球的密度. 根据平抛运动的特点得抛出物体竖直方向上的位移为 设初始平抛小球的初速度为v,则水平位移为x=vt.有○1 当以2v的速度平抛小球时,水平位移为x'=2vt.所以有② 在星球表面上物体的重力近似等于万有引力,有mg=G③ 联立以上三个方程解得 而天体的体积为,由密度公式得天体的密度为。 2.根据绕中心天体运动的卫星的运行周期和轨道半径,求中心天体的质量

卫星绕中心天体运动的向心力由中心天体对卫星的万有引力提供,利用牛顿第二定律得若已知卫星的轨道半径r和卫星的运行周期T、角速度或线速度v,可求得中心天体的质量为 [例2]下列几组数据中能算出地球质量的是(万有引力常量G是已知的)() A.地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r B.月球绕地球运行的周期T和地球的半径r C.月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离r D.月球绕地球运动的周期T和轨道半径r [解析]解此题关键是要把式中各字母的含义弄清楚,要区分天体半径和天体圆周运动的轨道半径.已知地球绕太阳运行的周期和地球的轨道半径只能求出太阳的质量,而不能求出地球的质量,所以A项不对.已知月球绕地球运行的周期和地球的半径,不知道月球绕地球的轨道半径,所以不能求地球的质量,所以B项不对.已知月球绕地球运动的角速度和轨道半径,由可以求出中心天体地球的质量,所以C项正确.由求得地球质量为,所以D 项正确. 二、人造地球卫星的运动参量与轨道半径的关系问题 根据人造卫星的动力学关系 可得 由此可得线速度v与轨道半径的平方根成反比;角速度与轨道半径的立方的平方根成反比,周期T与轨道半径的立方的平方根成正比;加速度a与轨道半径的平方成反比.[例3两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为,则轨道半径之比和运动速率之比分别为() A. B.

高一物理天体运动测试题

高一物理天体运动测试题 一.选择题 1. 人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用,绕地球运转的轨道半径会慢慢减小,在半径缓慢变化过程中,卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。当它在较大的轨道半径r 1上时运行线速度为v 1,周期为 T 1,后来在较小的轨道半径r 2上时运行线速度为v 2,周期为T 2,则它们的关系是 ( ) A .v 1﹤v 2,T 1﹤T 2 B .v 1﹥v 2,T 1﹥T 2 C .v 1﹤v 2,T 1﹥T 2 D .v 1﹥v 2,T 1﹤T 2 2. 两个质量均为M 的星体,其连线的垂直平分线为AB 。O 为两星体连线的中点,如图,一个质量为M 的物 体从O 沿OA 方向运动,则它受到的万有引力大小变化情况是( ) A.一直增大 B.一直减小 C.先减小,后增大 D.先增大,后减小 3. 土星外层上有一个土星环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v 与该层到土星中心的距离R 之间的关系来判断 ① 若v R ∝,则该层是土星的一部分 ②2v R ∝,则该层是土星的卫星群. ② ③若1v R ∝,则该层是土星的一部分 ④若21v R ∝,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④ 4. 假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是 ( ) A 放在赤道地面上的物体的万有引力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变 C 赤道上的物体重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增大 5.在太阳黑子的活动期,地球大气受太阳风的影响而扩张,这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围,而开始下落。大部分垃圾在落地前烧成灰烬,但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害.那么太空垃圾下落的原因是 A .大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的 B .太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小,根据牛顿第二定律,向心加速度就会不断增大,所以垃圾落向地面 C .太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小,那么它做圆运动所需的向心力就小于实际受到的万有引力,因此过大的万有引力将垃圾拉向了地面 D .太空垃圾上表面受到的大气压力大于下表面受到的大气压力,所以是大气的力量将它推向地面的 6.用 m 表示地球通讯卫星(同步卫星)的质量,h 表示它离地面的高度,R 表示地球的半径,g 表示地球表面处的重力加速度,ω表示地球自转的角速度,则通讯卫星所受万有引力的大小为 A.等于零 B.等于22 ()R g m R h + C.等于342ωg R m D.以上结果都不正确 7. 关于第一宇宙速度,下列说法不正确的是 ( ) A 第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度 B .第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最大速度 C .第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度 D .地球的第一宇宙速度由地球的质量和半径决定的 8.如图5-1所示,以9.8m/s 的水平速度v 0抛出的物体,飞行一段时间后垂直地撞在倾角为θ=30°的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是 ( ) A .s 33 B .s 332 C . 3 s D .2s 9、某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如它的轨道半径增加到原来的n 倍后,仍能够绕地球做匀速 圆周运动,则A .根据r v ω=,可知卫星运动的线速度将增大到原来的n 倍。 B .根据r mv F 2 =,可知卫星受到的向心力将减小到原来的n 1倍。 C .根据2 r GMm F =,可知地球给卫星提供的向心力将减小到原来的21n 倍。

(完整版)天体运动复习题(1)——开普勒三大定律.doc

天体运动复习题(1)——开普勒三大定律 1.关于行星绕太阳运动,下列说法正确的是() A .行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中,其速度与行星和太阳之间的距离有关,距离小时 速度小,距离大时速度大 B.所有行星在椭圆轨道上绕太阳运动,太阳在椭圆轨道的一个焦点上 C.所有行星绕太阳运动的周期都是相等的 D.行星之所以在椭圆轨道上绕太阳运动,是由于太阳对行星的引力作用 a3 2.关于开普勒行星运动的公式T2=k,以下理解正确的是() A . k 是一个与行星无关的量 B. T 表示行星运动的自转周期 C. T 表示行星运动的公转周期 D.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为 a 地,周期为 T 地;月球绕地球运转轨道的半长轴为 a 月, 3 3 a地a月 周期为 T 月.则2= 2 T地T月 3.据报道, 2009 年 4 月 29 日,美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其他行星逆向运行的小行星,代号为 2009HC82.该小行星绕太阳一周的时间为 T 年,直径 2~3 千米,而地球与太阳之间的距离为 R0.如果该行星与地球一样,绕太阳运动可近似看做匀速圆周运 动,则小行星绕太阳运动的半径约为() 0 3 2 0 3 1 C.R 0 3 1 D .R 0 3 A. R T B .R T T2 T 4.长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19 600 km, 公转周期 T1=6.39 天。 2006 年 3 月,天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转 轨道半径 r2 ,则它的公转周期 T2 最接近于() =48 000 km A . 15 天B.25 天C. 35 天D. 45 天 5. 如图所示是行星m 绕恒星 M 运动情况的示意图,下列说法正确的是 ( ) A .速度最大点是 B 点 B.速度最小点是 C 点 C. m 从 A 到 B 做减速运动

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高一物理《天体运动》单元测试卷 一、 1、我国已成功地射了“神舟 6 号” 人船,已知船在太空中运行的 道是一个,的一个焦点是地球的球心,如所示.船在运行中只受到 地球它的万有引力作用,在船从道的 A 点沿箭方向运行到 B 点的程中,以下法中正确的是() A .船的速率不 B.船的速率增大 C.船的机械能守恒D.船的机械能增加 2、把水星和金星太阳的运匀速周运.从水星与金星和太阳 在一条直上开始,若得在相同内水 星、金星的角度分θ1、θ2(均角),由此条件可 求得水星和金星() A .量之比B.太阳运的道半径之比 C.太阳运的能之比D.受到太阳的引力之比 3、若两行星的量分M 和 m,它太阳运行的道半 径分 R 和 r,它的公周期之比?() M R3MR3R2 A. m B. r 3 C. mr D.r 2 4、假地球可量均匀分布球体,已知地球表面重力加速度在两极大小 g0,赤道的大小 g;地球自周期 T,引力常量 G.地球的密度()A .B.C.D. 5、苹果落向地球,而不是地球向上运碰到苹果.下列述中正确的是() A.由苹果量小,地球的引力小,而地球量大,苹果的引力大造成的 B.由地球苹果有引力,而苹果地球没有引力造成的 C.苹果地球的作用力和地球苹果的作用力是相等的,由于地球量极大,不可能生明的加速度 D.以上法都不 1 6、离地面某一高度 h 的重力加速度是地球表面重力加速度的2 ,高度 h 是 1 地球半径的()A.2 倍 B. 2 C.4 倍 D.( 2 -1)倍

7、均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等 少数地区外的“全球通信”。一直地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地 球自转周期为 T,下面列出的是关于散客卫星中任意两颗卫星间距离s 的表达式, 其中正确的是() 4222 332233gR T C.gR T D.42 8、北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种组成,这两种卫星在轨 道正常运行时() A .同步轨道卫星运行的周期较大B.同步轨道卫星运行的线速度较大 C.同步轨道卫星运行可能飞越南京上空D.两种卫星运行速度都大于第一宇宙 速度 二、多项选择 9、列关于卫星的说法正确的是() A. 同步卫星运行速度等于7.9 km/s B. 同步卫星在赤道上空,离地面高度一定,相对地面静止 C.第一宇宙速度是地球近地卫星的环绕速度 D.第一宇宙速度与卫星的质量有关 10、2014 年 10 月 24 日凌晨 2 时,“小飞”嫦娥五号试验器在西昌卫星发射中心 发射成功,并于11 月 1 日顺利返回,成功着陆.这是中国首次实施从月球轨道 返回地球的返回飞行试验器.试验器对嫦娥五号关键技术进行了相关验证,以确 保后续的探月计划顺利进行.设想几年以后,我国宇航员随“嫦娥”号成功登月: 宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,宇航员测出飞船绕行 N 圈所用的时间为T;登月后宇航员利用随身携带的弹簧秤测出质量为m 的iPhoneN 手机所受的“重力”为 F.已知万有引力常量为G.则根据以上信息我们 可以得到() A .月球的密度B.月球的自转周期 C.飞船的质量D.月球的“第一宇宙速度” 11、由于某种原因,人造地球卫星的轨道半径减小了,那么 A.卫星受到的万有引力增大,线速度减小 B.卫星的向心加速度增大,周期减小 C.卫星的动能、重力势能和机械能都减小 D.卫星的动能增大,重力势能减小,机械能减小 12、下列说法正确的是 ()

(完整版)最新人教版高中物理知识点总结汇总

高中物理知识点总结人教版 一、质点的运动(1)------直线运动 1)匀变速直线运动 1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt2-Vo2=2as 3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+V o)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0} 8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差} 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。 注:(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式; (4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。 2)自由落体运动 1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt2=2gh 注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律; (2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。 (3)竖直上抛运动 1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2) 3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起) 5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间) 注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值; (2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性; (3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 二、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力 1)平抛运动 1.水平方向速度:Vx=Vo 2.竖直方向速度:Vy=gt 3.水平方向位移:x=Vot 4.竖直方向位移:y=gt2/2 5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g 注: (1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落 体运动的合成; (2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关; (3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;

高一物理天体运动方面练习题

物理测试 1、 两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动,周期之比为TA :TB=1:8;则轨道半径之比和运动速率之比分别为( ) A 、RA :RB=4:1 vA :vB=1:2 B、RA :RB=4:1 vA :vB=2:1 C、RA :RB=1:4 vA :vB=1:2 D、RA :RB=1:4 vA :vB=2:1 2、如图,在一个半径为R、质量为M的均匀球体中,紧贴着球的边缘挖去一个半径为R/2的球星空穴后,剩余的 阴影部分对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大? 3、两个球形的行星A、B各有一个卫星a和b,卫星的圆轨迹接近各行星的表面。如果两行星质量之比为MA/MB=p,两个行星半径之比RA/RB=q,则两卫星周期之比TA/TB为______ 4、一颗人在地球卫星以初速度v发射后,可绕地球做匀速圆周运动,若使发射速度为2v,该卫星可能( ) A、绕地球做匀速圆周运动,周期变大 B、绕地球运动,轨道变为椭圆 C、不绕地球运动,轨道变为椭圆 D、挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙 5、如图,有A、B两颗行星绕同一颗恒星做圆周运动,A行星的周期为T1,B行星的周期为T2,在某一时刻两行星相距最近,则 (1)至少经过多长时间,两行星再次相距最近? (2)至少经过多长时间,两行星相距最远? 6、已知地球的质量为M,地球的半径为R,地球的自传周期为T,地球表面的重力加速度为g,无线电信号的传播 速度为C,如果你用卫星电话通过地球卫星中的转发器发的无线电信号与对方通话,则在你讲完话后要听到对 方的回话,所需要的最短时间为( ) A、322244πT gR c ? B 、322242πT gR c ? C 、)4(43222R T gR c -?π D 、)4(23222R T gR c -?π 7、在天体演变过程中,红色巨星发生爆炸后,可以形成中子星,中子星具有极高的密度。 (1)若已知某中子星的密度为ρ,该中子星的卫星绕它作圆周运动,试求该中子星运行的最小周期。

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