新理论解释环绕天体和中心天体的位置关系
高考物理一轮复习专题研讨课：中心天体与环绕天体
例题3.我国在1984年4月8日成功发射了一 颗试验地球同步通讯卫星，1986年2月1日 又成功发射了一颗实用地球同步通讯卫星， 它们进入预定轨道后，这两颗人造卫星的
运行周期之比T1∶T2= 1:1 ，轨道半径 之比为R1∶R2=__1_:1_______。第一颗通讯
卫星绕地球公转的角速度1跟地球自转的
角速度2之比1∶2=__1_:_1______。
例题4.(2011·北京高考)由于通讯和广播等方面的
需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些 卫星的( A ) A.质量可以不同 B.轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同 D.速率可以不同
Mm
G（ R h）2
m
4π（2
T2
R
h）
“公转”天体共线模型——“相遇”问题
例题1.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则下 列说法中正确的是（BD）
A．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大 B．卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小 C．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要 的向心力越大
D．卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要 的向心力越小
v
GM r
an
GM r2
例题2.(2011·天津高考)质量为m的探月航天器在接近月 球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动，已知 月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g， 引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的( )
2π ω
2π
R
，选项B错误，选项C正确.
g
同步地球卫星（通讯卫星）
特点：G（
Mm
R h）2
m
4π（2
T2
R
h）
①定高度（到地面的距离相同，即h=3.6×107m） ②定在赤道的正上方某点（相对于地球静止） ③定线速度大小（约为V=3.1 × 103m/s） ④定周期（频率）（与地球自转的周期相同T=24h） ⑤定角速度（环绕方向）
第3讲：环绕星体绕中心天体运动 新版
制作人：张光明
把环绕星体看成质点，这样轨道半径就是 环绕星体到中心天体的距离。
·
• m M
万有引力提供向心力
GMm v2 m 2 r r
GM v 2 2 r r
GM v2 r
GM v r
这就是环绕星体绕中心天体线速度的 公式，一定要记住哟！
如图：四个质量不同的卫星绕同一中心天 体做圆周运动，速率相等吗？
·
r M
· m
万有引力提供向心力：
GMm 2π 2 m( ) r 2 r T
GM 4π r 2 2 r T
2
4π 2 r 3 GM 2 T
r 3 GM 2 T 4 2
这个式子很重要， 一定要记住哟！
r3 问：开三定律 2 定量 中的定量是什么？ T 答： 3 r 定量 2 T
环绕星体绕中心天体的四大公式
·
M
GM v r
GM ω r3
r 3 GM 2 T 4 2
GM a 2 r
记一记
记一记
如图：两个卫星分别在不同的轨道上绕地 球做匀速圆周运动。 则：v1 ____ v2 a1 ____ a2 ω1____ ω2 T1 ___ T2
2 1 地球
答：相等。 · m 因为匀速圆周运动中，向心加速度=万有引 力产生的加速度。 GM a 由 2 知：a与环绕星体的质量无关，所以
3
a1 a2 a3 a4
r
如图：环绕星体绕中心天体做圆周运动， 问：低轨道的向心加速度大些还是小些？
低轨道加速度大些
《位置和运动》探索宇宙,天体位置与运动
《位置和运动》探索宇宙，天体位置与运动当我们仰望星空，那璀璨的繁星和浩瀚的宇宙总是令人充满无尽的遐想。
在这广袤无垠的宇宙中，天体的位置和运动蕴含着无尽的奥秘，等待着我们去探索和解读。
天体的位置并非是随意而定的，而是受到多种因素的影响和制约。
首先，引力在天体位置的确定中起着至关重要的作用。
就拿我们所在的太阳系来说，太阳的巨大引力吸引着八大行星以及众多的小行星、彗星等天体，使它们在各自特定的轨道上运行。
这些轨道的形状、大小和位置，都是由太阳与天体之间的引力相互作用所决定的。
同时，天体之间的相互作用也会影响其位置。
例如，在一些双星系统中，两颗恒星相互环绕运动，它们的位置会随着彼此引力的变化而不断改变。
此外，星系中的恒星之间、星系与星系之间，也存在着复杂的引力相互作用，从而影响着天体在宇宙中的分布位置。
天体的运动更是充满了神奇和复杂性。
以行星为例，它们围绕太阳的运动遵循着开普勒定律。
开普勒第一定律指出，行星沿椭圆轨道绕太阳运行，太阳位于椭圆的一个焦点上。
这意味着行星在不同位置与太阳的距离是不同的，其运动速度也会相应发生变化。
开普勒第二定律则表明，连接行星和太阳的线段在相等的时间内扫过相等的面积。
这解释了为什么行星在靠近太阳时运动速度较快，而在远离太阳时运动速度较慢。
除了行星，恒星的运动同样引人入胜。
有些恒星会在星系中独自运动，而有些则会形成星团共同运动。
而且，星系本身也在不断地运动。
我们所在的银河系，正以一定的速度在宇宙中穿梭。
星系的运动受到宇宙大尺度结构的影响，例如暗物质和暗能量的作用。
研究天体的位置和运动，对于我们理解宇宙的演化和结构具有重要意义。
通过观测和分析天体的位置和运动，我们可以推测出天体的形成过程和未来的发展趋势。
例如，通过研究恒星在不同阶段的位置和运动特征，我们能够了解恒星的诞生、成长和死亡的过程。
而且，天体位置和运动的研究还能帮助我们寻找系外行星和可能存在生命的星球。
当一颗恒星周围的行星经过恒星前方时，会导致恒星的亮度发生微小的变化。
怎样确定一个天体的位置
怎样确定一个天体的位置本章中我不得不引用并且解释一些专门的名词了。
如果我们想完全明白天体的运行，以及在任何时候观测星星的位置的话，这些专门名词的意义都是很重要的。
对于一位只想大致知道天界现象的读者，这一章并不是必要的。
但我一定要请那想更深一点了解天象的人来一同作更深的研究，研究我们在第二章里所描写过的天球。
我们现在回到图1上去，便可看出我们正在研究的两个球之间的关系；一个是真实的地球，我们住在它上面，它每天带着我们不停地旋转；另一个是天上看来仿佛存在的天球，它在极其辽远的距离之外从各方向围绕地球，它虽然不是实在的，我们却一定要想象着它，为的是知道到什么地方去寻找天体。
要注意我们是在天球的中心，因此天球上的东西都好像是在球的内部表面上，而我们是在地球的外部表面上。
这两球上的许多圈点都有类似的关系。
我们已经说过地球的转轴指出我们的南北极，又从两个方向直横过长空，指出天球上的南北极来。
我们知道地球的赤道环绕地球，离两极同样远。
同样的，在天球上也有一条赤道环绕天球，与两天极各成90度。
假使能把它画在天上，那我们就日夜都能看见它永远在不变的位置上。
我们可以准确地想象出它的形状来。
它在正东正西两点上与地平线相交，实际上也便是当春分、秋分（3月、9月）时，太阳在地平线上的12小时内，由周日运动在天上移动的那一条路线。
在美国北部诸州看来，它正好横过天顶与南方地平线之间的正中间，越往南来，它也越近天顶——在中国的大部分地区看来，也是如此。
正像我们有平行于赤道而环绕地球赤道南北的纬度圈一样，天球上也有与天球赤道平行以两天极为中心的圈子。
正像地球上的纬度圈越接近两极越小一样，天球上的纬度圈也越接近天极越小。
我们知道地上的经度是根据通过该地的从北极到南极的子午圈而定的。
这子午圈与格林威治子午圈所成的角度便是当地的经度。
4图3天球的经纬在天球上，我们也有同样的东西，也想象出一些线介于北天极到南天极之间在各方向散开，但都与天球赤道成直角正交，如图3所示。
天体运行论
天体运行论引言天体运行是天文学的基础研究之一，涉及到行星、恒星和其他宇宙物体的运动规律。
通过研究天体运行，人类可以更好地理解宇宙的演化和天体间的相互关系。
本文将介绍天体运行的基本概念、重要的观测发现以及相关的理论模型。
天体运行的基本概念天体运行是指天体在空间中的移动过程，包括行星绕太阳的公转、卫星绕行星的公转以及恒星的自身运动等。
以下是一些基本概念：1.公转：行星绕恒星（通常指太阳）运动的过程称为公转。
公转的轨道形状可能是椭圆、圆形或近似直线。
根据开普勒定律，行星的轨道是椭圆，而太阳位于椭圆的一个焦点上。
2.自转：天体自身的旋转运动称为自转。
自转的速度可能不同，例如地球的自转周期是大约24小时。
3.卫星公转：行星的卫星也可以绕行星进行公转，类似于行星绕恒星的公转。
4.年代：一个行星绕恒星公转一周所需的时间称为年代。
例如，地球绕太阳的年代大约是365天。
天体运行的观测发现人类观测天体运行已有数千年的历史，许多观测发现为我们理解宇宙和天体运行提供了宝贵的信息。
以下是一些重要的观测发现：1.行星逆行：观测者会发现，有时行星在夜空中的移动方向是逆向的，称为逆行。
这是由于行星和地球的相对运动造成的。
2.春分点的移动：观测者也会发现，太阳每年在黄道上的位置并不固定，而是在春分点周围发生微小的移动。
这是由于地球轨道的偏离造成的。
3.恒星的自行：与行星类似，恒星也会有自身的运动，称为自行。
通过观测恒星的位置变化，可以计算出它们的自行速度和方向。
天体运行的理论模型为了更好地解释和预测天体运行，科学家提出了各种理论模型。
以下是几种常见的理论模型：1.开普勒定律：开普勒定律是描述行星公转轨道的重要定律。
根据开普勒定律，行星的公转轨道是椭圆，而太阳位于椭圆的一个焦点上。
2.牛顿引力定律：牛顿引力定律是解释天体运动的基本定律。
根据牛顿引力定律，天体间存在引力相互作用，其大小与质量和距离的乘积成正比。
3.爱因斯坦广义相对论：相对论是解释重力和天体运动的重要理论之一。
高三物理天体环绕知识点
高三物理天体环绕知识点天体环绕是高三物理教学中的一个重要知识点，它是理解天体运动规律的基础。
本文将从行星运动、人工卫星运行和地球公转等角度介绍天体环绕的相关知识。
一、行星运动行星运动是天体环绕的一种形式，它包括行星绕恒星的公转和自转。
行星沿着椭圆轨道围绕恒星运动，这个轨道的形状和行星与恒星之间的引力有关。
根据开普勒定律，行星的轨道是个椭圆，恒星在椭圆的一个焦点上。
行星绕恒星的运动速度是不均匀的，这是由于行星与恒星之间的距离在运动中发生变化导致的。
行星的自转是指行星绕自身的轴线旋转，造成昼夜交替的现象。
行星的自转轴一般与其公转轴是不重合的，这导致了行星上的不同地区有不同的季节和温度。
二、人工卫星运行人工卫星运行是指人类制造的卫星绕地球或其它行星的运动。
人工卫星可以用来进行通信、导航、天气预报等各种应用。
人工卫星需要具备一定的速度和高度才能保持在轨道上运行。
根据轨道的高度不同，人工卫星可以分为低地球轨道（LEO）、中地球轨道（MEO）和高地球轨道（GEO）。
不同的轨道高度对应着不同的卫星应用和性能要求。
人工卫星的运行速度和轨道高度密切相关。
运行速度越快，轨道高度越高，卫星所绕地球一周所需时间越长。
人工卫星的速度需要与地球引力平衡，以保持稳定的轨道。
同时，为了避免与其他卫星的碰撞，卫星的运行轨道需要保持一定的间距。
三、地球公转地球的公转是指地球绕太阳运动的现象，它是引起四季交替和年份的变化的主要原因之一。
地球绕太阳公转是一个椭圆轨道运动，是根据开普勒定律进行的。
地球的公转速度是不均匀的，这是由于地球与太阳之间的距离在运动中发生变化导致的。
在地球公转过程中，太阳直射点的位置也会发生变化，从而影响到地球上不同地区的气温和季节。
结语天体环绕是高三物理教学中的一大重点，本文从行星运动、人工卫星运行和地球公转三个角度进行了简要介绍。
对于理解天体运动规律，掌握这些知识点是非常重要的。
希望本文对高三物理学习有所帮助。
天体运行三定律
天体运行三定律引言天体运行是宇宙中最基本的现象之一，对于揭示宇宙的奥秘和理解地球的运行规律至关重要。
在天文学中，有着三个重要的定律，也被称为开普勒定律，它们帮助我们理解天体的运动轨迹和相互之间的关系。
本文将详细介绍这三定律以及它们的应用。
第一定律：椭圆轨道开普勒的第一定律表明，天体的运动轨迹是椭圆形的，而不是圆形。
这意味着天体绕着一个焦点运行，而不是绕着中心点。
椭圆轨道有两个焦点，其中一个焦点是天体所绕行的中心星体。
我们的地球绕着太阳运行的轨道就是一个椭圆。
开普勒第一定律的发现对于我们理解宇宙的运行方式具有重要意义。
第二定律：面积速度相等开普勒的第二定律描述了天体在其椭圆轨道上运行时，它与中心天体之间的连线在相等时间内扫过相等的面积。
简单来说，当天体距离中心点较近时，它在单位时间内将移动较快，而当天体距离中心点较远时，它在单位时间内将移动较慢。
这个定律帮助我们理解了天体在运动过程中的速度变化规律。
第三定律：调和定律开普勒的第三定律被称为调和定律，它描述了天体运行周期和轨道半长轴的关系。
具体而言，如果我们知道两个天体的轨道半长轴，那么它们的运行周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。
这个定律帮助我们计算出天体的运行周期，或者根据已知的运行周期来推算天体的轨道半长轴。
应用举例这三个定律在天文学中有着广泛的应用。
例如，通过观测行星在天空中的位置和轨道，我们可以利用开普勒的三定律来计算行星的运行周期、轨道半长轴等信息。
这些信息对于研究行星形成和演化过程以及宇宙的起源和演化等问题至关重要。
开普勒的三定律也被应用于人造卫星和航天器的轨道设计和控制。
通过合理地设计轨道半长轴和速度，可以使卫星或航天器的运行更加稳定和高效。
这些应用使得我们能够更好地利用空间资源，推动科学研究和探索的发展。
结论天体运行三定律为我们解释了天体运动的规律和轨迹形状，帮助我们理解宇宙的运行方式。
开普勒的第一定律揭示了天体运行轨道为椭圆形；第二定律指出了天体在椭圆轨道上的面积速度相等；第三定律描述了天体运行周期和轨道半长轴之间的关系。
卫星环绕规律
卫星环绕规律介绍卫星环绕规律是指卫星在绕行天体轨道时所遵循的一系列规律和定律。
随着人类对宇宙的探索和科学技术的发展，对卫星环绕规律的研究越来越深入。
本文将从多个角度探讨卫星环绕规律的相关内容。
卫星轨道类型卫星环绕规律首先涉及到卫星的轨道类型。
根据轨道的形状和位置，卫星轨道可以分为地球同步轨道、极地轨道、近地轨道等多种类型。
不同的轨道类型对应着不同的环绕规律和应用场景。
1. 地球同步轨道地球同步轨道是指卫星的轨道周期与地球自转周期相等，使得卫星始终停留在同一地点上方。
这种轨道常用于通信卫星，使得卫星可以覆盖固定的地面区域。
地球同步轨道的环绕规律包括轨道高度、倾角和周期等参数的设计。
2. 极地轨道极地轨道是指卫星绕地球极点运行的轨道，轨道倾角接近90度。
极地轨道通常用于地球观测卫星，可以实现对全球各个地区的观测覆盖。
极地轨道的环绕规律包括轨道倾角、高度和飞行速度等参数的选择。
3. 近地轨道近地轨道是指卫星距离地球较近的轨道，通常高度在1000公里以下。
近地轨道常用于科学实验、空间站和卫星导航等应用。
近地轨道的环绕规律涉及到轨道高度、倾角、速度和周期等多个因素的综合考虑。
卫星运动规律卫星在轨道上运动时，遵循一系列运动规律。
这些规律包括开普勒定律、牛顿运动定律和引力定律等。
1. 开普勒定律开普勒定律是描述行星和卫星运动的基本定律，包括第一定律、第二定律和第三定律。
第一定律指出行星和卫星沿椭圆轨道运动，其中椭圆的一个焦点位于天体的中心。
第二定律描述了行星和卫星在轨道上的速度和位置关系，即在相同时间内，它们扫过的面积相等。
第三定律则是描述了行星和卫星轨道周期和轨道半长轴之间的关系。
2. 牛顿运动定律牛顿运动定律是描述物体运动的基本定律，适用于卫星在轨道上的运动。
根据牛顿第一定律，卫星在没有外力作用下会保持匀速直线运动或静止。
牛顿第二定律描述了卫星受到的力和加速度之间的关系，根据万有引力定律，卫星受到地球引力的作用。
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新理论解释环绕天体和中心天体的位置关系如果没有其他天体的影响，每一个独立的环绕天体和中心天体的位置关系都是：环绕天体在中心天体的赤道平面上。
即使有其他天体的影响，环绕天体也不会偏离中心天体所在赤道平面太多。
解析如下：我2013年同时在科学智慧火花栏目发表的《地球重力场是由于地球的辐射和自转形成的》及美国物理学会发表的《引力的辐射说》指出：引力场形成的条件：1、辐射，2、自转，缺一不可。
辐射、自转是任何一个物体都具备的，自转的物体产生引力场——弯曲的引力空间，弯曲的引力空间通过作用存在引力场之内物体的辐射产生引力，即弯曲的引力空间“下压”存在引力场的物体，其实就是向心，向心的原因是因为离转动中心越近引力空间的弯曲程度越大，和万有引力论述的两个物体的引力和距离的平方成反比是一致的。
任何物理都在辐射，辐射使物体的质量减少。
物体由于辐射减少的质量与物体的密度、热力学温度、表面积、时间的乘积成正比。
数学表达式，m = B ×ρ×T ×S ×t ，其中B是比例常数，ρ是物体密度，T 是热力学温度，S 是物体表面积，t 是物体辐射的时间。
由辐射的数学表达式得出：温度大于热力学温标零度的物质都会辐射。
引力、引力场，地球辐射和自转的过程是形成引力场的过程。
推广到一般，所以要准确描述引力、引力场的大小必须考虑辐射和自转。
引力形成引力场的重要因素是辐射、自转，由辐射的数学表达式可知，物体辐射的强度和物体的密度、温度、表面积有关，形成引力场的另一个因数是自转。
由上述分析可知，万有引力定律的逻辑描述是正确的，即描
述引力的制约方式是正确的，但是确定引力的制约因素是物体的质量不准确。
有上述分析可知，应该用物体的辐射强度和自转角速度的乘积代替万有引力定律中的质量。
引力的表达式为：F=G（B ×ρ1 ×T 1×S1×ω1)(B ×ρ2 ×T 2×S 2×ω2)/R2，所以引力场强的大小的表达式是：E=G(B ×ρ×T ×S×ω)/R2，其中，R是距辐射源中心的距离，ω是辐射源自转的角速度，G是引力恒量（不是万有引力恒量）。
从上述分析我们可以得知：天体引力的大小主要决定于天体的辐射强度和自转角速度，由于辐射的随机性和不确定性，必然导致天体中部辐射最强（在天体中部射线出现的概率最大），同一天体其自转的角速度相同，所以同一天体引力最大部位应该在该天体的赤道平面上，这样很容易得出：每一个独立的环绕天体和中心天体的位置关系都是——环绕天体在中心天体的赤道平面上。
星系发展到一定阶段（星系成熟阶段）都应该呈现像太阳系的形状。
实例证明：太阳系的形状，在太阳系中行星系的形状，银河系的形状，都证明这一结论。
参考文献：
1、2013本栏目发表的《地球重力场是由于地球的辐射和自转形
成的》。