高二物理天体运动PPT教学课件 (2)
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4 天体运动,物理2
第4讲 天体运动一、知识点梳理1、开普勒三定律：第一定律为 定律（概括）；第二定律为 定律（概括）；第三定律为 定律（概括），其中k 由 决定。
2、万有引力与重力的关系：⑴地面上时：F 万= 。
若忽略地球自转效应则有：G Mm R 2＝mg ⑵地面外时：F 万= ，忽略地球自转(在离地面高h 处，该处的重力加速度g ′)有：G Mm (R ＋h )2＝mg ′ ⑶近地面时：G Mm R 2＝mg ，则有GM= ，称为黄金代换式。
3、天体运动的基本规律：⑴在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动看成是 运动。
⑵天体运动的条件（动力学关系）： ，也即G Mm r 2＝m v 2r＝ ＝ ⑶天体运动的加速度、线速度、角速度、周期跟轨道半径的关系：v ＝ ，ω= ，T= ，a= 。
结论：卫星的轨道半径越大，运动 。
⑷天体质量、密度及表面重力加速度的计算：星体表面的重力加速度：g ＝ ，天体质量常用的计算公式（已知近轨道卫星周期T ，天体半径R ）： M ＝ ,密度为ρ= 。
4、宇宙速度（卫星发射）：(1)第一宇宙速度：v ＝ ＝ = km/s ，是卫星发射的 速度，也是卫星环绕地球运行的 速度．(2)第二宇宙速度：v ＝ km/s ，(3)第三宇宙速度：v ＝ km/s5、特殊卫星：⑴地球同步卫星：是指与地球自转同步的卫星，它相对于地球表面是 ，广泛应用于 领域，其特点可概括为六个“一定”：①位置一定(必须位于 上空)：②)周期(T )一定： a 同步卫星的运行方向与地球自转的方向一致．b 同步卫星的运转周期与地球的自转周期相同，即T ＝ h ．③角速度(ω)一定： ④ 向心加速度(a )的大小一定：⑤距离地球表面的高度(h )一定：⑥环绕速率(v )一定：根据G Mm (R ＋h )2＝mω2(R ＋h )得： h ＝3GM ω2－R ＝3GM (2πT )2－R ≈36000 km ．⑵双星模型：G m 1m 2L 2＝m 1ω2r 1＝m 2ω2(L －r 1) 其中，G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2 ⑶三星（直线型和三角型）和多星。
高中物理教科版必修2课件：第三章 第1节 天体运动
一、地心说和日心说 1．地心说
托勒密 认为，地球位于宇宙的中心，是静止不动的，其他天 _______
体围绕地球转动。 2．日心说
波兰天文学家 哥白尼 在其著作《天球运行论》中提出了日 心说，他认为，地球和别的行星一样，围绕太阳运动，太阳固 定在这个体系的中心。
二、开普勒行星运动定律
内容 所有的行星围绕太阳运动的 开普勒第 轨道都是 椭圆 ， 太阳处在所 一定律 有椭圆的一个焦点上 开普勒第 从太阳到行星的连线在相等 二定律 的时间内扫过相等的 面积 定律 公式或图示
r1 1 D. ＝ r2 3 4 r3 r13 T12 r1 3 解析：由 2＝k 知， 3＝ 2，则 ＝ 4，与行星质量无关， T r2 T2 r2
故选 C。
答案：C
开普勒第三定律的应用
[典例] 自 1999 年以来，“神舟号”系列飞船陆续发射成功。 如图 315 所示，设某飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运行，其周期 为 T，地球半径为 R0。如果飞船要返回地面，可在轨道 上某点 A 处将速率降到适当数值， 从而使飞船沿着以地 心为焦点的椭圆轨道运动， 椭圆与地球表面的 B 点相切 (如图所示)。求飞船由 A 点运动到 B 点所需的时间。
3．开普勒第三定律 (1)它揭示了周期与轨道半长轴之间的关系，椭圆轨道半长轴 越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小，因此又 叫周期定律。 (2)该定律不仅适用于行星，也适用于其他天体。例如，绕某 一行星运动的不同卫星。 而天体的运动可近似看成匀速圆周运动， 开普勒第三定律既适用于做匀速圆周运动的天体，也适用于做椭 圆运动的天体。 r3 (3)表达式 2＝k 中的常数 k， 只与中心天体的质量有关， 如研 T 究行星绕太阳运动时，常数 k 只与太阳的质量有关，研究卫星绕 地球运动时，常数 k 只与地球的质量有关。
教科版高中物理必修二3.1《天体运动》课件.ppt
1 天体运动
1．能简要地说出日心说、地心说的两种不同观点． 2．知道开普勒对行星运动描述的三定律． 3．体会科学家在宣传和追求科学真理时所表现的坚
定信念和献身精神
一、古代关于天体运动的两种学说
内容
局限性
地 心 说
地球 是宇宙的中心， 都把天体的运
而且是静止不动地的球 ， 动看得很神圣，
太阳、月亮以及其他 认为天体的运
行太星阳 都绕
运动 匀动速必圆然周是最完
美、最和谐的
日 心 说
太是阳宇宙的中心，
运
且是静止不动的，地 动，而和丹麦
球和其他行星都绕 天文学家第谷
运动
的观测数据不
思考 1.“日心说”最终战胜了“地心说”是否说 明“日心说”就是十分完善的？
提示 “日心说”虽然最终战胜了“地心说”，但 它由于当时人们认知水平的局限性，一些观点也是 不准确的，如运动轨道不是圆而是椭圆，做的不是 匀速圆周运动而是变速曲线运动．
二、开普勒行星运动定律
定律
开普勒 第一定
律
内容 所有行星 椭圆绕太阳 运动椭的圆轨道都焦点 是 ，太阳处 在 的一个
上
公式或图示
定律
开普勒 第二定
律
内容 从相等太的阳时到间行星的 连线相等在的时间
内扫 过
.
公式或图示
定律
内容
公式或图示
行星 的轨道的
公式：
a3 T2
＝k，k是一
开普勒 半长轴 的三次方跟 个与行星无关 的常量
星体无关，也就是说只有围绕同一中心天体运转的行星
或卫星，k值才相同，
Байду номын сангаас
a3 T2
＝k才成立；对于绕不同的中心
1．能简要地说出日心说、地心说的两种不同观点． 2．知道开普勒对行星运动描述的三定律． 3．体会科学家在宣传和追求科学真理时所表现的坚
定信念和献身精神
一、古代关于天体运动的两种学说
内容
局限性
地 心 说
地球 是宇宙的中心， 都把天体的运
而且是静止不动地的球 ， 动看得很神圣，
太阳、月亮以及其他 认为天体的运
行太星阳 都绕
运动 匀动速必圆然周是最完
美、最和谐的
日 心 说
太是阳宇宙的中心，
运
且是静止不动的，地 动，而和丹麦
球和其他行星都绕 天文学家第谷
运动
的观测数据不
思考 1.“日心说”最终战胜了“地心说”是否说 明“日心说”就是十分完善的？
提示 “日心说”虽然最终战胜了“地心说”，但 它由于当时人们认知水平的局限性，一些观点也是 不准确的，如运动轨道不是圆而是椭圆，做的不是 匀速圆周运动而是变速曲线运动．
二、开普勒行星运动定律
定律
开普勒 第一定
律
内容 所有行星 椭圆绕太阳 运动椭的圆轨道都焦点 是 ，太阳处 在 的一个
上
公式或图示
定律
开普勒 第二定
律
内容 从相等太的阳时到间行星的 连线相等在的时间
内扫 过
.
公式或图示
定律
内容
公式或图示
行星 的轨道的
公式：
a3 T2
＝k，k是一
开普勒 半长轴 的三次方跟 个与行星无关 的常量
星体无关，也就是说只有围绕同一中心天体运转的行星
或卫星，k值才相同，
Байду номын сангаас
a3 T2
＝k才成立；对于绕不同的中心
新教科版高一物理必修二课件3.1 天体运动 (共25张PPT)
a
八大行星数据表
序
名称
公转周期
半径（亿千米）
1
水星
2
金星
3
地球
4
火星
5
木星
6 365.26天 686.98天
11.86年 29.46年 164.79年
在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？ 通过数据怎么才能看出来呢？可能的猜想有很多：
0.5791 1.0820 1.4960 2.2794 7.7833 14.2698 45.0430
B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。
C、离太阳越近的行星运动周期越长。
D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期 的二次方的比值都相等。
2、地球绕太阳运动的轨道半长轴为 1.50×1011m，周期为365d；月球绕地球运 动的轨道半长轴为3.82×108m，周期为 27.3d，则对于绕太阳运动的行星，R3/T2的 值为（ 2.5×1028）m3/s2；对于绕地球运动 的物体， R3/T2的值为（ 7.5 ×1022 ）m3/s2。
思考：
1.比值k与行星无关，你能猜想出它可能跟谁有关 吗? 2. 实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，在中 学阶段的研究中能够按圆处理。开普勒三定律适用 于圆轨道时，应该怎样表述呢？
1.“k”一定与中心天体——太阳有关。实际上与 太阳的质量有关，推广一切类太阳系， K是一 个只与中心天体质量有关的物理量。 2.对于圆轨道：所有行星的轨道的半径的三次 方跟公转周期的二次方的比值都相等。
第一节 天体运动
太阳系
八大行星绕太阳运动的情景
学习目标：
1、了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点
及发
展过程。
2、知道开普勒对行星运动的描述。
八大行星数据表
序
名称
公转周期
半径（亿千米）
1
水星
2
金星
3
地球
4
火星
5
木星
6 365.26天 686.98天
11.86年 29.46年 164.79年
在数值上，距离与周期可能存在什么关系呢？ 通过数据怎么才能看出来呢？可能的猜想有很多：
0.5791 1.0820 1.4960 2.2794 7.7833 14.2698 45.0430
B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。
C、离太阳越近的行星运动周期越长。
D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期 的二次方的比值都相等。
2、地球绕太阳运动的轨道半长轴为 1.50×1011m，周期为365d；月球绕地球运 动的轨道半长轴为3.82×108m，周期为 27.3d，则对于绕太阳运动的行星，R3/T2的 值为（ 2.5×1028）m3/s2；对于绕地球运动 的物体， R3/T2的值为（ 7.5 ×1022 ）m3/s2。
思考：
1.比值k与行星无关，你能猜想出它可能跟谁有关 吗? 2. 实际上，多数行星的轨道与圆十分接近，在中 学阶段的研究中能够按圆处理。开普勒三定律适用 于圆轨道时，应该怎样表述呢？
1.“k”一定与中心天体——太阳有关。实际上与 太阳的质量有关，推广一切类太阳系， K是一 个只与中心天体质量有关的物理量。 2.对于圆轨道：所有行星的轨道的半径的三次 方跟公转周期的二次方的比值都相等。
第一节 天体运动
太阳系
八大行星绕太阳运动的情景
学习目标：
1、了解“地心说”和“日心说”两种不同的观点
及发
展过程。
2、知道开普勒对行星运动的描述。
高考物理总复习课件天体运动
月球探测器
从20世纪50年代开始，人类发射了多个月球探 测器，实现了对月球的详细探测和着陆。
行星探测器
自20世纪60年代以来，人类已向多个行星发射 了探测器，如火星、金星、水星等，获取了大量 珍贵数据。
深空探测器
近年来，人类开始探索更遥远的宇宙空间，如发 射了探测太阳系边缘和系外行星的探测器。
射电望远镜在天文观测中作用
探测遥远天体
射电望远镜可观测到遥远星系和类星体发出的射电波，揭示宇宙早 期的信息。
研究星际物质
通过观测星际氢原子和羟基（OH）分子等射电源，可研究星际物 质的分布和性质。
搜寻地外文明信号
射电望远镜可用于搜寻地外文明发出的无线电信号，探索宇宙中是否 存在其他生命形式。
未来天文观测技术展望
巨型光学/红外望远镜
天体运动定义
天体在宇宙空间中所做的各种机 械运动。
天体运动分类
根据天体的不同，可分为恒星运 动、行星运动、卫星运动等。
牛顿万有引力定律
万有引力定律内容
任何两个质点都存在通过其连心线方向上的相互吸引的力。该引力大小与它们 质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质 种类无关。
射电望远镜
观测射电波段的望远镜，可穿透尘埃 和气体，但分辨率相对较低。
红外望远镜
观测红外波段的望远镜，可探测被尘 埃遮挡的天体，但受大气中水分和二 氧化碳吸收影响较大。
X射线和伽马射线望远镜
观测高能光子，可研究极端天体现象 ，如黑洞和中子星，但观测设备复杂 且昂贵。
空间探测器发展历程回顾
1 2 3
04
海洋地形
海洋地形和海岸线形 状对潮汐现象的幅度 和分布也有影响。
引力波探测技术进展
教科版物理必修二第三章 天体运动(共35张PPT)
①太阳是宇宙的中心，所有的行星都在 绕太阳做匀速圆周运动。 ②地球是绕太阳旋转的普通行星，月球是 绕地球旋转的卫星，它绕地球做匀速圆周 运动，同时还跟地球一起绕太阳运动。
(4)成就：使人们对宇宙的认识从主观的、
神秘的、原始的见解，上升到近代的、比 较客观合理的观点。
哥 白 尼(波兰）
哥白尼日心说观点的缺点和错误：
1.行星绕太阳运动的轨道十 分接近圆，太阳处在圆心
2.对于某一行星来说，它绕太阳 做圆周运动的角速度（或线速度） 不变，即行星做匀速圆周运动
3.所有行星的轨道半径三次 方跟公转周期的二次方的比 值都相等 即R³/T²=k
我曾测量天空，现在测量幽冥。 灵魂飞行天国，肉体安息土中。
--开普勒自撰墓志铭
补充：椭圆
C
P
图钉
A F1
O
图钉
B
F2
D
F1和F 2 为焦点 F1 F 2 为焦距 OC=OD------半短轴 OA=OB-----半长轴
二 、开普勒定律
第一定律：
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围 绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
说明： 1.不同的行星，轨道 不同，半长轴不同。 2.对不同的行星，太 阳总在他们的焦点上。
a3 T2
k
B
半 短 轴
半长轴a
b
太阳
C
行星
A
行星/卫星
半长轴（106km）
周期（天）
K（m³/s²）
水星ห้องสมุดไป่ตู้
57
87.97
3.36×10^18
金星
108
225
3.36×10^18
地球
149
365
(4)成就：使人们对宇宙的认识从主观的、
神秘的、原始的见解，上升到近代的、比 较客观合理的观点。
哥 白 尼(波兰）
哥白尼日心说观点的缺点和错误：
1.行星绕太阳运动的轨道十 分接近圆，太阳处在圆心
2.对于某一行星来说，它绕太阳 做圆周运动的角速度（或线速度） 不变，即行星做匀速圆周运动
3.所有行星的轨道半径三次 方跟公转周期的二次方的比 值都相等 即R³/T²=k
我曾测量天空，现在测量幽冥。 灵魂飞行天国，肉体安息土中。
--开普勒自撰墓志铭
补充：椭圆
C
P
图钉
A F1
O
图钉
B
F2
D
F1和F 2 为焦点 F1 F 2 为焦距 OC=OD------半短轴 OA=OB-----半长轴
二 、开普勒定律
第一定律：
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围 绕太阳运动,太阳是在这些椭圆的一个焦点上
说明： 1.不同的行星，轨道 不同，半长轴不同。 2.对不同的行星，太 阳总在他们的焦点上。
a3 T2
k
B
半 短 轴
半长轴a
b
太阳
C
行星
A
行星/卫星
半长轴（106km）
周期（天）
K（m³/s²）
水星ห้องสมุดไป่ตู้
57
87.97
3.36×10^18
金星
108
225
3.36×10^18
地球
149
365
高中物理《万有引力定律 天体运动》课件ppt
相对论：爱因斯坦（犹太裔物理学家，哲学
家，数学家）的著名经典理论,分广义相ห้องสมุดไป่ตู้论和 狭义相对论.
第谷：丹麦天文学家、占星学家和观测家。1572年11月11日发现
仙后座中的一颗新星，在汶岛建造天堡观象台，经过20年的观测，第 谷发现了许多新的天文现象。第谷是一位杰出的观测家，他所做的观 测精度之高，是他同时代的人望尘莫及的。第谷编制的一部恒星表相 当准确，至今仍然有使用价值。可以说，作为丹麦天文学家的第谷， 是近代天文学的奠基人。
1．天体运动
地心说：地心说最初由古希腊学者欧多克斯提
出,后经亚里士多德、托勒密(著名的天文学家、 地理学家、占星学家和光学家 )进一步发展而逐 渐建立和完善起来.托勒密认为,地球处于宇宙中 心静止不动.从地球向外依次有月球、水星、金 星、太阳、火星、木星和土星,在各自的轨道上 绕地球运转.
日心说：日心说是由哥白尼(波兰天文学家、
图3-1-4
【解析】 根据开普勒第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线 在相等的时间内扫过相等的面积，由此可得知近地点A的速率大于远地点B的速 率．
【答案】 大于
应用开普勒定律注意的问题
(1)适用对象：开普勒定律不仅适用于行星，也适用于卫星，只不过此时
r3 T2
＝
k，比值k是由中心天体所决定的另一恒量，与环绕天体无关．
宇宙膨胀：最初由爱因斯坦广义相对论论
证（他自己没意识到）,后来由哈勃观测得到 证实（光谱红移）,说的是宇宙正在无时不刻 的膨胀.近年的观测发现,这个膨胀是加速的.
宇宙大爆炸学说：乔治·勒梅特（比利时神父、宇宙
学家）描述宇宙诞生初始条件及其后续演化的宇宙学模型 ,这一模型得到了当今科学研究和观测最广泛且最精确的 支持.宇宙学家通常所指的大爆炸观点为：宇宙是在过去 有限的时间之前,由一个密度极大且温度极高的太初状态 演变而来的（根据2010年所得到的最佳的观测结果,这些 初始状态大约存在发生于133亿年至139亿年前）,并经过 不断的膨胀到达今天的状态.
高中教育物理必修第二册《3.1 天体运动》教学课件
道是不同的．
(2)太阳不在椭圆的中心，而是在其中的一个焦点上，太阳的位置是
所有行星轨道的一个共同焦点．
(3)行星与太阳间的距离是不断变化的．
2．对开普勒第二定律的理解——确定行星运动的快慢
(1)行星离太阳越近时速度越大，在近日点速度最大；行星靠近太阳
时速度增大．
(2)行星离太阳越远时速度越小，在远日点速度最小；行星远离太阳
(1)行星的轨道是什么样的？
是椭圆．
(2)太阳的位置有什么特点？
在所有行星运动椭圆轨道的一个共同焦点上．
(3)行星在轨道上不同位置的速度大小有什么特点？
距离太阳越近，速率越大，反之越小．
(4)不同的行星绕太阳运行的周期是否相同？
不同．
归纳总结
1.对开普勒第一定律的理解——确定行星运动的轨道
(1)行星绕太阳运动的轨道严格来说不是圆而是椭圆，不同行星的轨
答案：BC
解析：根据开普勒第一定律的内容可以判定：行星绕太阳运动的轨道
是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以它离太阳的距离是变化的，
A错误，B正确；行星围绕着太阳运动，运动的轨道都是椭圆，所以某
个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内，C正确，D错
误．
素养训练2 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒
时速度减小．
(3)“行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等”是对同一
颗行星来说的，不同的行星之间则无法比较．
3．对开普勒第三定律的理解——确定行星运动的周期
r3
(1)公式： 2 ＝k，k是一个对所有行星都相同的物理量，由中心天体
T
太阳决定，与行星无关．
(2)椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长；反之，则公转周
(2)太阳不在椭圆的中心，而是在其中的一个焦点上，太阳的位置是
所有行星轨道的一个共同焦点．
(3)行星与太阳间的距离是不断变化的．
2．对开普勒第二定律的理解——确定行星运动的快慢
(1)行星离太阳越近时速度越大，在近日点速度最大；行星靠近太阳
时速度增大．
(2)行星离太阳越远时速度越小，在远日点速度最小；行星远离太阳
(1)行星的轨道是什么样的？
是椭圆．
(2)太阳的位置有什么特点？
在所有行星运动椭圆轨道的一个共同焦点上．
(3)行星在轨道上不同位置的速度大小有什么特点？
距离太阳越近，速率越大，反之越小．
(4)不同的行星绕太阳运行的周期是否相同？
不同．
归纳总结
1.对开普勒第一定律的理解——确定行星运动的轨道
(1)行星绕太阳运动的轨道严格来说不是圆而是椭圆，不同行星的轨
答案：BC
解析：根据开普勒第一定律的内容可以判定：行星绕太阳运动的轨道
是椭圆，有时远离太阳，有时靠近太阳，所以它离太阳的距离是变化的，
A错误，B正确；行星围绕着太阳运动，运动的轨道都是椭圆，所以某
个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内，C正确，D错
误．
素养训练2 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒
时速度减小．
(3)“行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等”是对同一
颗行星来说的，不同的行星之间则无法比较．
3．对开普勒第三定律的理解——确定行星运动的周期
r3
(1)公式： 2 ＝k，k是一个对所有行星都相同的物理量，由中心天体
T
太阳决定，与行星无关．
(2)椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越长；反之，则公转周
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学习物理：先死后活，先 苦后甜，悟理理穷。
天体运动习题课
解决天体运动的先决条件
1.一个假设： 天体运动可近似看做匀速圆周运动
解决天体运动的先决条件
２.天体做匀速圆周运动的 向心力从何而来？
万有引力提供向心力
解决天体运动的先决条件
３.构建天体运动模型
r为轨道半径：两天体
r
中心间的距离
R为中心天体的半径
可以使用黄金转换：
G R 2M mm g 约 m 去 G M R 2g
1．今年9月25日21时10分，神舟七号飞船成功发射，共飞行2天20小时27分钟， 绕地球飞行45圈后，于9月28日17时37分安全着陆。航天员翟志刚着“飞天” 舱外航天服，在刘伯明的配合下，成功完成了空间出舱活动，进行了太空行走。 出舱活动结束后，释放了伴飞卫星，并围绕轨道舱进行伴飞实验。神舟七号是由 长征—2F运载火箭将其送入近地点为A，远地点为B的椭圆轨道上，实施变轨后， 进入预定圆轨道，其简化的模拟轨道如图所示 。假设近地点A距地面高度为h， 飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t，地球表面的重力加速度为g，地球
量来表解示：）. G M R 1 2 1mm 4 T π 1 2 2R 1 1
(G R M 2 2 h m )2m 4 T π 2 2 2(R 2h ) 2
由1式／2式得： T 2 (R 2 R 1 h )T 1 M 1 M (R 2 2 R 1h )
第二小题计算很烦琐，有没有更简便的方法呢？
v 2πr T
Tt 1 n
由1式2式3式可 以计算出r
G R2M m m g 2
G r2M m m 4 T π 22r 3
r 3
R2t2 g 4π2n2
2．北京时间2008年9月27日16时34分，“神舟七号”飞船在发射升空43个小时后， 接到开舱指令，中国航天员开始了中国人第一次舱外活动。中国人的第一次太空行 走共进行了t＝1175s，期间，翟志刚与飞船一起飞过了s＝9165km，这意味着， 翟志刚成为中国“飞得最高、走得最快”的人。假设“神舟七号”的轨道为圆周， 地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。试推导飞船离地面高度的表达式（用题 中给出的量t、s、g往题目很长。
应对技巧：第一遍读题时用笔划出有用 信息。
2.根据题意选择合适的公式列出等式
GrM2 m ma GrM 2 m mvr2
Gr2Mmmω2r Gr2Mmm4Tπ 22r
天体运动辅助公式
2πω T
vs t
2πr v T
Tt n
3.题目中若告诉你g（重力加速度）和中心 天体的半径R
a 半径为R，试求 :
（1）飞船在近地点A的加速度大小 A ； （2）飞船在预定圆轨道上飞行的速度v的大小。
(1)解：
(G R hM )2F m 向 mA a 1
G R2M m m g 2
由1式得： aA(R G hM )2 3
由2式得： G M R 2 g 4
将4式代入3式得：
aA
R2 g (Rh)2
(2)解：Tt 1 n
G R2M m m g 2
G r2M m m 4 T π 22r 3
Gr2M m m vr2 4
由1式2式3式得： r3 R 4π 2t22ng2 5
由4式得： GM v 6 r
将5式代入6式中得：
v2πn3 t
R2t2g 4π 2n2
解：vs1 t
G R2M m m g 2
(G RhM )2m mRv 2h 3
由1式2式3式得：
ht2Rs22gR
3．2007年10月24日18时05分，中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发 射中心成功升空，“嫦娥奔月”成为中国航天的现实. 为了方便研究，我们将“嫦 娥奔月”的过程简化为：“嫦娥一号”升空后，首先进入周期为T1的近地圆轨道， 然后在地面的指令下经过一系列的变轨后最终被月球捕获，在距离月球表面为h的 轨道上绕月球做匀速圆周运动. 已知地球质量为M1，半径为R1，月球质量为M2， 半径为R2。求：“嫦娥一号”绕月球运动时的周期T2（最终结果用题目中的物理
天体运动习题课
解决天体运动的先决条件
1.一个假设： 天体运动可近似看做匀速圆周运动
解决天体运动的先决条件
２.天体做匀速圆周运动的 向心力从何而来？
万有引力提供向心力
解决天体运动的先决条件
３.构建天体运动模型
r为轨道半径：两天体
r
中心间的距离
R为中心天体的半径
可以使用黄金转换：
G R 2M mm g 约 m 去 G M R 2g
1．今年9月25日21时10分，神舟七号飞船成功发射，共飞行2天20小时27分钟， 绕地球飞行45圈后，于9月28日17时37分安全着陆。航天员翟志刚着“飞天” 舱外航天服，在刘伯明的配合下，成功完成了空间出舱活动，进行了太空行走。 出舱活动结束后，释放了伴飞卫星，并围绕轨道舱进行伴飞实验。神舟七号是由 长征—2F运载火箭将其送入近地点为A，远地点为B的椭圆轨道上，实施变轨后， 进入预定圆轨道，其简化的模拟轨道如图所示 。假设近地点A距地面高度为h， 飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t，地球表面的重力加速度为g，地球
量来表解示：）. G M R 1 2 1mm 4 T π 1 2 2R 1 1
(G R M 2 2 h m )2m 4 T π 2 2 2(R 2h ) 2
由1式／2式得： T 2 (R 2 R 1 h )T 1 M 1 M (R 2 2 R 1h )
第二小题计算很烦琐，有没有更简便的方法呢？
v 2πr T
Tt 1 n
由1式2式3式可 以计算出r
G R2M m m g 2
G r2M m m 4 T π 22r 3
r 3
R2t2 g 4π2n2
2．北京时间2008年9月27日16时34分，“神舟七号”飞船在发射升空43个小时后， 接到开舱指令，中国航天员开始了中国人第一次舱外活动。中国人的第一次太空行 走共进行了t＝1175s，期间，翟志刚与飞船一起飞过了s＝9165km，这意味着， 翟志刚成为中国“飞得最高、走得最快”的人。假设“神舟七号”的轨道为圆周， 地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。试推导飞船离地面高度的表达式（用题 中给出的量t、s、g往题目很长。
应对技巧：第一遍读题时用笔划出有用 信息。
2.根据题意选择合适的公式列出等式
GrM2 m ma GrM 2 m mvr2
Gr2Mmmω2r Gr2Mmm4Tπ 22r
天体运动辅助公式
2πω T
vs t
2πr v T
Tt n
3.题目中若告诉你g（重力加速度）和中心 天体的半径R
a 半径为R，试求 :
（1）飞船在近地点A的加速度大小 A ； （2）飞船在预定圆轨道上飞行的速度v的大小。
(1)解：
(G R hM )2F m 向 mA a 1
G R2M m m g 2
由1式得： aA(R G hM )2 3
由2式得： G M R 2 g 4
将4式代入3式得：
aA
R2 g (Rh)2
(2)解：Tt 1 n
G R2M m m g 2
G r2M m m 4 T π 22r 3
Gr2M m m vr2 4
由1式2式3式得： r3 R 4π 2t22ng2 5
由4式得： GM v 6 r
将5式代入6式中得：
v2πn3 t
R2t2g 4π 2n2
解：vs1 t
G R2M m m g 2
(G RhM )2m mRv 2h 3
由1式2式3式得：
ht2Rs22gR
3．2007年10月24日18时05分，中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发 射中心成功升空，“嫦娥奔月”成为中国航天的现实. 为了方便研究，我们将“嫦 娥奔月”的过程简化为：“嫦娥一号”升空后，首先进入周期为T1的近地圆轨道， 然后在地面的指令下经过一系列的变轨后最终被月球捕获，在距离月球表面为h的 轨道上绕月球做匀速圆周运动. 已知地球质量为M1，半径为R1，月球质量为M2， 半径为R2。求：“嫦娥一号”绕月球运动时的周期T2（最终结果用题目中的物理