高中物理双星问题上课讲义

高中双星问题教案一、教学目标1. 知识目标：了解高中双星问题的概念与基本性质，掌握相关计算方法。

2. 技能目标：能够运用所学知识解决实际问题。

3. 情感目标：培养学生对数学的兴趣和探究精神。

二、教学重点与难点1. 教学重点：高中双星问题的概念、基本性质及计算方法。

2. 教学难点：如何应用所学知识解决实际问题。

三、教学过程步骤一：引入1. 引入活动：通过展示两颗星星的图片，让学生猜测这两颗星星是否会相撞，并引出“双星问题”。

2. 引入概念：介绍“双星问题”的概念，即两个质量很大的天体相互绕转的运动状态。

步骤二：理论探究1. 讲解基本性质：（1）双星系统的重心是不动点；（2）重心到两个天体的距离之比等于它们的质量之比；（3）两个天体围绕重心做圆周运动，圆周半径之比等于它们的质量之比。

2. 讲解计算方法：（1）计算重心坐标；（2）计算重心到两个天体的距离之比；（3）计算圆周半径之比。

步骤三：实例演练1. 案例分析：通过一些实际案例，让学生掌握如何应用所学知识解决问题。

2. 练习题：布置一些练习题，让学生巩固所学知识。

步骤四：拓展应用1. 实际应用：介绍双星问题在现代科技领域中的应用，如卫星轨道设计、恒星运动规律研究等。

2. 探究任务：布置一些探究任务，让学生自主探究双星问题在其他领域中的应用。

四、教学方式1. 讲授法：通过讲解基本概念和性质，引导学生理论探究。

2. 案例分析法：通过实际案例分析，帮助学生理解和应用所学知识。

3. 课堂练习法：通过课堂练习巩固所学知识，并培养自主思考能力。

4. 探究式学习法：通过探究任务，培养学生探究精神和创新能力。

五、教学评价1. 课堂表现：评价学生在课堂上的听讲、思考和回答问题的表现。

2. 作业完成情况：评价学生完成作业的质量和数量。

3. 考试成绩：通过考试成绩评价学生对所学知识的掌握情况。

六、教学资源1. 图片资料：两颗星星的图片等。

2. 教材资料：高中数学教材相关章节。

物理双星问题精析一、 要明确双星中两颗子星做匀速圆周运动的向心力来源双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速圆周运动，其向心力由两恒星间的万有引力提 供。

由于力的作用是相互的，所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的，利用万有引力定律可以求得其大小。

二、 要明确双星中两颗子星匀速圆周运动的运动参量的关系两子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的运动周期是相等的，角速度也是相等 的，所以线速度与两子星的轨道半径成正比。

三、 要明确两子星圆周运动的动力学关系。

设双星的两子星的质量分别为M 1和M 2，相距L ，M 1和M 2的线速度分别为v 1和v 2，角 速度分别为ω1和ω2，由万有引力定律和牛顿第二定律得：M 1： 22121111121M M v G M M r L r ω== M 2： 22122222222M M v G M M r L r ω== 在这里要特别注意的是在求两子星间的万有引力时两子星间的距离不能代成了两子星做圆周运动的轨道半径。

四、“双星”问题的分析思路质量m 1，m 2；球心间距离L ；轨道半径 r 1 ，r 2 ；周期T 1，T 2 ；角速度ω1，ω2 线速度V 1 V 2角速度相同：（参考同轴转动问题）ω1 =ω2（由于在双星运动问题中，忽略其他星体引力的情况下向心力由双星彼此间万有引力提供，可理解为一对作用力与反作用力）m 1ω2r 1=m 2ω2r 2m 1r 1=m 2r 2 r 1:r 2=m2:m 1线速度之比与质量比相反：（由半径之比推导）2 2V 1=ωr 1 V 2=ωr 2V 1:V 2=r 1:r 2=m 2:m 1两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星。

双星问题是万有引力定律在天文学上的应用的一个重要内容，现就这类问题的处理作简要分析。

【例题1】两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引到一起，以下说法中正确的是：A 、它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比。

专题强化卫星的变轨和双星问题[学习目标] 1.知道卫星变轨的原因，会分析卫星变轨前后的物理量变化(重难点)。

2.知道航天器的对接问题的处理方法(重难点)。

3.掌握双星运动的特点，会分析双星的相关问题(重点)。

一、卫星的变轨问题如图是飞船从地球上发射到绕月球运动的飞行示意图。

(1)从绕地球运动的轨道上进入奔月轨道，飞船应采取什么措施？为什么？(2)从奔月轨道进入月球轨道，又应采取什么措施？为什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．变轨过程(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上，如图所示。

(2)在A点(近地点)点火________(选填“加”或“减”)速，由于速度变________，万有引力不足以提供卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动所需的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。

(3)在B点(远地点)再次点火________(选填“加”或“减”)速进入圆轨道Ⅲ。

2．变轨过程各物理量分析(1)两个不同轨道的“切点”处线速度v不相等，图中vⅢ____vⅡB，vⅡA____vⅠ(均选填“>”“<”或“＝”)。

(2)同一个椭圆轨道上近地点和远地点线速度大小不相等，从远地点到近地点线速度逐渐________。

(3)两个不同轨道上的线速度v不相等，轨道半径越大，v越________，图中vⅠ____vⅢ(选填“>”“<”或“＝”)。

(4)不同轨道上运行周期T不相等。

根据开普勒第三定律a3T2＝k知，内侧轨道的周期__________外侧轨道的周期，图中TⅠ<TⅡ<TⅢ。

(5)两个不同轨道的“切点”处加速度a相同，图中aⅢ＝aⅡB，aⅡA＝aⅠ。