物理经典模型(四:天体)_最新修正版
高中物理 高中物理22个经典模型汇总 清晰实用

高中物理高中物理22个经典模型汇总清晰实用高中物理22个经典模型汇总与清晰实用一、引言高中物理作为理科学科的重要组成部分,是学生们接触自然科学的第一步,也是理解世界的窗口。
在学习高中物理的过程中,掌握经典模型是至关重要的。
经典模型能够帮助我们理解自然界的规律,为我们解决问题提供了基本的思路,更好地认识自然界的奥秘,也更好地应对未来的挑战。
本文将汇总高中物理22个经典模型,并探讨它们的清晰实用之处。
二、运动学1. 位移、速度、加速度模型位移、速度、加速度是运动的基本概念,它们之间的关系能够帮助我们描述物体的运动状态,从而解释各种日常运动现象。
2. 牛顿三定律牛顿三定律是力学的基础,这个模型能够帮助我们理解物体受力的情况,进而分析物体的运动状态。
3. 万有引力万有引力模型是物理学中重要的一部分,它描述了物体之间的引力大小与距离的关系,解释了宇宙中广泛存在的引力现象。
4. 匀变速直线运动匀变速直线运动模型描述了物体在力作用下的匀变速直线运动规律,让我们能够准确预测物体的位置随时间的变化。
5. 抛体运动抛体运动模型适用于空中物体在重力作用下的运动,可以帮助我们分析和计算各种投掷运动。
6. 圆周运动圆周运动模型帮助我们理解物体在圆周运动中受力的情况,解释了各种圆周运动中发生的现象。
7. 谐振谐振模型能够帮助我们理解谐振现象产生的原因,也让我们在实际应用中更好地利用谐振的特性。
三、动能和势能8. 动能与势能转化动能和势能的转化模型描述了物体在力的作用下,动能和势能之间相互转化的规律,为我们解释各种能量转化现象提供了理论依据。
9. 机械能守恒机械能守恒模型说明了在某些力场内,物体的机械能守恒,这个规律被广泛应用于各种动力学计算中。
四、波动10. 机械波机械波模型帮助我们理解机械波的传播规律,解释了声音、水波等机械波的传播特性。
11. 光的直线传播光的直线传播模型适用于介质中光的传播规律,让我们能够更好地理解光的传播路径。
浅析天体运动中的四个模型

本人通过多年的教学实际 , 通过 对大量 学生学 习实情 的调研 , 总 结 归 纳 出 了天 体 问题 的 四 个 模 型 , 可 以说 构 建 四个 模 型 便 可 透 天 体 。
万有 引力全部提供 了向心 力。对 同步卫星 3来 讲 , F :G
= m
2
:F
=
1 1 1 U3
◆
浅析天体运动 中的四个模型
◆ 杜志 刚 高 磊
( 山东省临沂市第四中学 ; 山东省济南 市历城第一中学 )
【 摘要】利用万有 引力定律分析 天体 的运动是 高中物理的核心 内容 , 也是 高考的热点 、 重点。纵观各省 市历年 考题 可知, 有 关天体 运动的 考 查是必有的 , 考查的 角度 、 形式 多种 多样 。由此对天体运行的教 与学 自然成为师生共 同关注的焦点 。 【 关键词】天体运动 核心模型 高中物理
E , 加速 度大小 关系 为a =a >a : =a 。其实卫星的发射与回收的过 程也 遵 守 以上 规 律 遇 到 变 轨 道 问题 , 对应好 变轨道 模型 , 选 择恰 当的角度分
的质量增为 2 . 8 4 t , 其 同步轨 道半径 变 为 原 来 的 2倍 B 它的运行速度为 7 . 9 k m / s C . 它 可 以绕过 北 京的正 上 方, 所 以我 国能利用其进行电视转播 D. 它距地面 的高度约为地球半径的 6倍 , 所 以卫星 的向心 加速度 约为
其 下 方 地 面 上 物体 的 重 力 加速 度 的 解析 : 所 谓 地球 同 步 卫 星是 指 相 对 于 地 面 静 止 的 人 造 卫 星 , 它的周期 7 1
=
2 4 h . 要使卫星同步, 同步 卫 星 只 能 位 于 赤 道 正 上 方某 一 确 定 高 度 h . 由G
物理经典模型(四:天体)最新修正版

物理经典模型(四:天体)[概述]:所谓“行星”模型指卫星绕中心天体,或核外电子绕原子旋转。
它们隶属圆周运动,但涉及到力、电、能知识,属于每年高考必考内容。
[知识点]:人造卫星的运动属于宏观现象,氢原子中电子的运动属于微观现象,由于支配卫星和电子运动的力遵循平方反比律,即,故它们在物理模型上和运动规律的描述上有相似点。
类似一、开普勒运动定律:1、开普勒第一定律:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上.2、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的面积相等.3、开普勒第三定律: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.二、万有引力定律:1、内容: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.2、公式:F=G,其中,称为为有引力恒量。
3、适用条件:严格地说公式只适用于质点间的相互作用,当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,公式也可近似使用,但此时r应为两物体重心间的距离.注意:万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来,是自然界中最普遍的规律之一,式中引力恒量G的物理意义:G在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力.4、万有引力与重力的关系:合力与分力的关系。
三、卫星的受力和绕行参数(角速度、周期与高度):1、由,得,∴当h↑,v↓2、由G=mω2(r+h),得ω=,∴当h↑,ω↓3、由G,得T=∴当h↑,T↑注:(1)卫星进入轨道前加速过程,卫星上物体超重.(2)卫星进入轨道后正常运转时,卫星上物体完全失重.四、三种宇宙速度:(1)第一宇宙速度(环绕速度):v1=7.9km/s,人造地球卫星的最小发射速度。
也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
计算:在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力,重力就是卫星做圆周运动的向心力..当r>>h时.g h≈g 所以v1==7.9×103m/s 第一宇宙速度是在地面附近(h<<r),卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度.(2)第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s,使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度.(3)第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.五、两种常见的卫星:1、近地卫星:近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R,其线速度大小为v1=7.9×103m/s;其周期为T=5.06×103s=84min。
天体运动的随绕模型(解析版)—2024学年高一物理同步模型易点通(人教版2019必修第二册)

2.配重锤的作用:因为电梯向上会对空间站有向下的拉力,体平衡掉电梯对空间站的拉力。
3.空间站的地基选址问题:位置:赤道区域原因:空间站位于地球同步轨道上,所以要尽可能的保证空间站和地球同步运动,这样对工程的技术难度要求是最小的,同时空间站和地基一起旋转减少的空间站位置的维持损耗。
赤道上随地球自转的物体(r3、ω3、v3、a3)万有引力的一个分力2.鹊桥中继卫星探测器在月球背面着陆的难度要比在月球正面着陆大很多,其主要的原因在于:由于月球的遮挡,着陆前探测器将无法和地球之间实现通讯。
背面的探测器之间搭了一个“桥A.太空电梯上各点线速度的平方与该点离地球球心的距离成反比B.超级缆绳对P平台的作用力方向指向地心C.若从P平台向外自由释放一个小物块,则小物块会一边朝D.若两空间站之间缆绳断裂,配重空间站将绕地球做椭圆运动,且断裂处为椭圆的远地点【答案】C=v wA.地月系统中,O点更靠近月球B.在五个拉格朗日点中,L1位置上的航天器向心加速度最大C.在五个拉格朗日点中,L2位置上的航天器所需向心力仅由地球引力提供D.在地面附近给航天器一初速度则v0>7.9km/sA.b卫星的速度大于7.9km、、做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为B.a b c、、做匀速圆周运动的周期关系为C.a b c、中,a的线速度较大D.在a bA.a的线速度比bB.角速度大小关系是C.d的向心加速度等于赤道处的重力加速度D.周期关系是c T>A.随着离地面高度的增大,货物的角速度增大B.货物的向心力始终由“太空电梯”对货物的作用力提供C.随着离地面高度的增大,货物的向心加速度增大D.随着离地面高度的增大,货物的线速度减小【答案】Ch=时,宇航员绕地心运动的线速度大小约为A.当0B.当h与地球同步卫星距地面高度相同时,宇航员处于完全失重状态C.h越小,宇航员绕地心运动的向心加速度越大D.h越大,宇航员绕地心运动的角速度越大,线速度越小【答案】B图中圆E表示赤道,S表示卫星,程中,卫星恰好处于地球的阴影区,卫星无法反射太阳光,因此观察者将看不见卫星,设卫星与地心的连线与竖直方向的夹角为q,则由图中几何关系可得:A .a 的向心加速度大于b 的向心加速度B .四颗卫星的速度大小关系是:a b c d v v v v >>>A.A、B、C三者所受地球的万有引力B.A、B、C三者的周期C.A、B、C三者的向心加速度D.A、B、C三者运行的动能【答案】BA.Q物体与卫星P的速度相同B.Q物体与卫星P的周期相同C.Q物体处于完全失重状态D.Q物体的向心加速度小于卫星【答案】D【详解】ABD.Q物体停在太空电梯中时与地球同步卫星的角速度相同,根据万有引力提供向心力:A.a的角速度大于b的角速度B.b在相同时间内转过的弧长比c长C.c所受合外力大于d所受合外力A .AB CF F F >>【答案】B【详解】A .根据万有引力公式可知:A.2 12a r a Ræö=ç÷èøB.卫星d的运动周期有可能是24小时A.b卫星运动的线速度大于、、中,a的线速度最大B.在a b c、匀速圆周运动的向心加速度大小之比为C.a bA.三颗卫星中A的角速度最大B.卫星B离地球表面的高度为C.三颗卫星中C的线速度最大D.物体D的向心加速度比卫星A.空间站组合体的线速度大于地球的第一宇宙速度B.空间站组合体的周期小于地球自转的周期C.空间站组合体与同步卫星向心加速度大小之比约为6:D.卫星C的向心加速度大于空间站组合体向心加速度【答案】B【详解】A.空间站组合体的线速度小于地球的第一宇宙速度。
天体运动中的三大模型(课件)--2025年高考物理一轮复习(新教材新高考)

由
=
=
=
=
2. 当在近代轨道时(即h=0): 由 =
=
∝
=
=
=
∝
3
∝
∝
=
地
(即黄金代换式)
越
高
越
慢
2025
知识固本
知识点2.地球静止轨道卫星的6个“一定”
B.下一次的“木星冲日”时间在2026年
C.木星运行的加速度比地球的大
D.木星运行的周期比地球的大
提示:
AB. 当再一次出现“木星冲日”,即地球再次运动到太阳和木星的连线上,解题
思路与第4题D相同;
CD. 对于天体的卫星,轨道半径越大,只有T在变大,w、a、v、机械能等均变小。
2025
考向洞察
1.(多选)有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在赤道表面上随地球一起转动,
A.每颗星球的角速度都在逐渐变小
B.两颗星球的距离在逐渐变大
由 =
12
=m1ω2r1=m2ω2r2,解得
2
C.两颗星球的轨道半径之比保持不变
D.每颗星球的加速度都在变小
由
2
,可知,周期变小,角速度变大。故A错误
=
(1+2)
,可知w变大,距离L逐渐变小
3
12
1
2
2
2 =m1ω r1=m2ω r2,解得
D.下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前
高中物理经典解题模型归纳

高中物理经典解题模型归纳高中物理24个经典模型1、"皮带"模型:摩擦力.牛顿运动定律.功能及摩擦生热等问题.2、"斜面"模型:运动规律.三大定律.数理问题.3、"运动关联"模型:一物体运动的同时性.独立性.等效性.多物体参与的独立性和时空联系.4、"人船"模型:动量守恒定律.能量守恒定律.数理问题.5、"子弹打木块"模型:三大定律.摩擦生热.临界问题.数理问题.6、"爆炸"模型:动量守恒定律.能量守恒定律.7、"单摆"模型:简谐运动.圆周运动中的力和能问题.对称法.图象法.8.电磁场中的"双电源"模型:顺接与反接.力学中的三大定律.闭合电路的欧姆定律.电磁感应定律.9.交流电有效值相关模型:图像法.焦耳定律.闭合电路的欧姆定律.能量问题.10、"平抛"模型:运动的合成与分解.牛顿运动定律.动能定理(类平抛运动).11、"行星"模型:向心力(各种力).相关物理量.功能问题.数理问题(圆心.半径.临界问题).12、"全过程"模型:匀变速运动的整体性.保守力与耗散力.动量守恒定律.动能定理.全过程整体法.13、"质心"模型:质心(多种体育运动).集中典型运动规律.力能角度.14、"绳件.弹簧.杆件"三件模型:三件的异同点,直线与圆周运动中的动力学问题和功能问题.15、"挂件"模型:平衡问题.死结与活结问题,采用正交分解法,图解法,三角形法则和极值法.16、"追碰"模型:运动规律.碰撞规律.临界问题.数学法(函数极值法.图像法等)和物理方法(参照物变换法.守恒法)等.17."能级"模型:能级图.跃迁规律.光电效应等光的本质综合问题.18.远距离输电升压降压的变压器模型.19、"限流与分压器"模型:电路设计.串并联电路规律及闭合电路的欧姆定律.电能.电功率.实际应用.20、"电路的动态变化"模型:闭合电路的欧姆定律.判断方法和变压器的三个制约问题.21、"磁流发电机"模型:平衡与偏转.力和能问题.22、"回旋加速器"模型:加速模型(力能规律).回旋模型(圆周运动).数理问题.23、"对称"模型:简谐运动(波动).电场.磁场.光学问题中的对称性.多解性.对称性.24、电磁场中的单杆模型:棒与电阻.棒与电容.棒与电感.棒与弹簧组合.平面导轨.竖直导轨等,处理角度为力电角度.电学角度.力能角度.高中物理11种基本模型题型1:直线运动问题题型概述:直线运动问题是高考的热点,可以单独考查,也可以与其他知识综合考查。
高中物理24个模型总结电子版

高中物理24个模型总结电子版在高中物理课程中,模型是理解物理学概念的重要工具。
这些模型帮助学生更好地理解各种物理现象,并且可以帮助他们预测和解释实验结果。
这篇文章将总结高中物理课程中的24个重要模型,帮助读者更好地了解这些概念。
1. 等速直线运动模型在物理学中,等速直线运动是最简单的一种运动情形。
当一个物体在直线上以恒定速度移动时,我们可以使用等速直线运动模型来描述其位置和速度随时间的变化关系。
根据这个模型,物体的位移与其速度成正比,速度大小不变。
2. 自由落体模型自由落体是物理学中常见的一种现象,当物体只受重力作用时,其垂直方向上的运动就可以用自由落体模型来描述。
根据这个模型,物体在自由落体运动中的垂直位移与时间的平方成正比,速度不断增大。
3. 牛顿第一定律模型牛顿第一定律也称为惯性定律,它指出一个物体如果不受外力作用,将保持匀速直线运动或静止状态。
这个模型对于理解物体的运动状态和力的平衡关系非常重要。
4. 牛顿第二定律模型牛顿第二定律是描述物体受力运动的定律,指出物体的加速度与作用在其上的合力成正比。
根据这个模型,可以计算物体的加速度,推断作用力的大小和方向。
5. 牛顿第三定律模型牛顿第三定律也称为作用-反作用定律,它指出任何一个物体向另一个物体施加力时,另一个物体也会向第一个物体施加大小相等、方向相反的力。
这个模型对于理解物体之间的相互作用非常重要。
6. 弹簧振子模型弹簧振子是一种简单的机械振动系统,它由固定在一端的弹簧和一个连接在另一端的物体组成。
根据弹簧振子模型,振子的振动频率与弹簧刚度和振子的质量有关,可以用简谐振动的理论来描述。
7. 阻尼振动模型阻尼振动是指振动系统受到阻尼力的影响,振动幅度逐渐减小的运动。
根据阻尼振动模型,振动系统的振动幅度与振动频率的关系受到阻尼系数的影响,阻尼系数越大,振动幅度减小得越快。
8. 复式电路模型复式电路是由电阻、电感和电容元件组成的电路系统,根据复式电路模型,可以分析交流电路中各种元件之间的相互作用和电流、电压的关系。
(完整版)高考常用24个物理模型

Fm 高考常用24个物理模型物理复习和做题时需要注意思考、善于归纳整理,对于例题做到触类旁通,举一反三,把老师的知识和解题能力变成自己的知识和解题能力,下面是物理解题中常见的24个解题模型,从力学、运动、电磁学、振动和波、光学到原子物理,基本涵盖高中物理知识的各个方面.主要模型归纳整理如下:模型一:超重和失重系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量a y ) 向上超重(加速向上或减速向下)F =m (g +a ); 向下失重(加速向下或减速上升)F =m (g -a ) 难点:一个物体的运动导致系统重心的运动绳剪断后台称示数 铁木球的运动 系统重心向下加速 用同体积的水去补充斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动?模型二:斜面搞清物体对斜面压力为零的临界条件斜面固定:物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定μ=tg θ物体沿斜面匀速下滑或静止 μ> tg θ物体静止于斜面 μ〈 tg θ物体沿斜面加速下滑a=g(sin θ一μcos θ)aθ模型三:连接体是指运动中几个物体或叠放在一起、或并排挤放在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。
解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。
整体法:指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体,对整体用牛二定律列方程.隔离法:指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时,把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。
连接体的圆周运动:两球有相同的角速度;两球构成的系统机械能守恒(单个球机械能不守恒) 与运动方向和有无摩擦(μ相同)无关,及与两物体放置的方式都无关. 平面、斜面、竖直都一样。
只要两物体保持相对静止记住:N= 211212m F m F m m ++ (N 为两物体间相互作用力),一起加速运动的物体的分子m 1F 2和m 2F 1两项的规律并能应用⇒F 212m m m N+=讨论:①F 1≠0;F 2=0122F=(m +m )a N=m aN=212m F m m +② F 1≠0;F 2≠0 N= 211212m F m m m F ++(20F =是上面的情况)F=211221m m g)(m mg)(m m ++F=122112m (m )m (m gsin )m m g θ++F=A B B 12m (m )m F m mg ++F 1>F 2 m 1>m 2 N 1〈N 2例如:N 5对6=F Mm (m 为第6个以后的质量) 第12对13的作用力N 12对13=F nm12)m-(nm 2 m 1 Fm 1m 2╰ α模型四:轻绳、轻杆绳只能受拉力,杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。
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物理经典模型(四:天体)[概述]:所谓“行星”模型指卫星绕中心天体,或核外电子绕原子旋转。
它们隶属圆周运动,但涉及到力、电、能知识,属于每年高考必考内容。
[知识点]:人造卫星的运动属于宏观现象,氢原子中电子的运动属于微观现象,由于支配卫星和电子运动的力遵循平方反比律,即,故它们在物理模型上和运动规律的描述上有相似点。
类似一、开普勒运动定律:1、开普勒第一定律:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上.2、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的面积相等.3、开普勒第三定律: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.二、万有引力定律:1、内容: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.2、公式:F=G,其中,称为为有引力恒量。
3、适用条件:严格地说公式只适用于质点间的相互作用,当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,公式也可近似使用,但此时r应为两物体重心间的距离.注意:万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来,是自然界中最普遍的规律之一,式中引力恒量G的物理意义:G在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力.4、万有引力与重力的关系:合力与分力的关系。
三、卫星的受力和绕行参数(角速度、周期与高度):1、由,得,∴当h↑,v↓2、由G=mω2(r+h),得ω=,∴当h↑,ω↓3、由G,得T=∴当h↑,T↑注:(1)卫星进入轨道前加速过程,卫星上物体超重.(2)卫星进入轨道后正常运转时,卫星上物体完全失重.四、三种宇宙速度:(1)第一宇宙速度(环绕速度):v1=7.9km/s,人造地球卫星的最小发射速度。
也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
计算:在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力,重力就是卫星做圆周运动的向心力..当r>>h时.g h≈g 所以v1==7.9×103m/s 第一宇宙速度是在地面附近(h<<r),卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度.(2)第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s,使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度.(3)第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.五、两种常见的卫星:1、近地卫星:近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R,其线速度大小为v1=7.9×103m/s;其周期为T=5.06×103s=84min。
它们分别是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的最大线速度和最小周期。
神舟号飞船的运行轨道离地面的高度为340km,线速度约7.6km/s,周期约90min。
2、同步卫星:“同步”的含义就是和地球保持相对静止,所以其周期等于地球自转周期,即T=24h。
由式G=m= m(r+h)可得,同步卫星离地面高度为h=-r=3·58×107m即其轨道半径是唯一确定的离地面的高度h=3.6×104km,而且该轨道必须在地球赤道的正上方,运转方向必须跟地球自转方向一致即由西向东。
同步卫星的线速度v= =3.07×103m/s通讯卫星可以实现全球的电视转播,一般通讯卫星都是地球同步卫星。
[要点]:一. 线速度与轨道半径的关系:设地球的质量为M,卫星质量为m,卫星在半径为r的轨道上运行,其线速度为v,可知,从而设质量为、带电量为e的电子在第n条可能轨道上运动,其线速度大小为v,则有,从而可见,卫星或电子的线速度都与轨道半径的平方根成反比二. 动能与轨道半径的关系:卫星运动的动能,由得,氢原子核外电子运动的动能为:,可见,在这两类现象中,卫星与电子的动能都与轨道半径成反比三. 运动周期与轨道半径的关系:对卫星而言,,得.(同理可推导V、与半径的关系。
对电子仍适用)四. 能量与轨道半径的关系:运动物体能量等于其动能与势能之和,即,在变轨问题中,从离地球较远轨道向离地球较近轨道运动,万有引力做正功,势能减少,动能增大,总能量减少。
1、卫星动能:2、卫星势能:(以无穷远处引力势能为零,M为地球质量,m为卫星质量,r为卫星轨道半径。
由于从无穷远向地球移动过程中万有引力做正功,所以系统势能减小,为负。
)3、卫星机械能:,可见,同样质量的卫星在不同高度轨道上的机械能不同,轨道半径越大,即离地面越高,卫星具有的机械能越大,发射越困难。
五. 地球同步卫星:1. 地球同步卫星的轨道平面:非同步人造地球卫星其轨道平面可与地轴有任意夹角且过地心,而同步卫星一定位于赤道的正上方2. 地球同步卫星的周期:地球同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。
3. 地球同步卫星的轨道半径:据牛顿第二定律有与地球自转角速度相同,所以地球同步卫星的轨道半径一定,其离地面高度也是一定的4. 地球同步卫星的线速度:为定值,绕行方向与地球自转方向相同[误区]:天体运动问题:人造卫星的轨道半径与中心天体半径的区别;人造卫星的发射速度和运行速度;卫星的稳定运行和变轨运动;赤道上的物体与近地卫星的区别;卫星与同步卫星的区别人造地球卫星的发射速度是指把卫星从地球上发射出去的速度,速度越大,发射得越远,发射的最小速度,混淆连续物和卫星群:连续物是指和天体连在一起的物体,其角速度和天体相同,双星系统中的向心力中的距离与圆周运动中的距离的差别。
天体中的多星模型(双星,三星):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:,作用力的方向在双星间的连线上,角速度相等。
esp1: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)设两颗恒星的质量分别为m1、m2,做圆周运动的半径分别为r1、r2,角速度分别为ω1,ω2.根据题意有ω1=ω2①r1+r2=r②根据万有引力定律和牛顿定律,有Gm1m2/r2=m1ω21r1③Gm1m2/r2=m2ω22r2④联立以上各式解得r1=m2r/m1+m2⑤根据解速度与周期的关系知ω1=ω2=2πT⑥联立③⑤⑥式解得m1+m2=4π2T2Gr3⑦答:这个双星系统的总质量M=4π2T 2Gr 3esp2: 我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T ,S 1到C 点的距离为r 1,S 1和S 2的距离为r ,已知引力常量为G .由此可求出S 1的质量为( )A B C D设星体S 1和S 2的质量分别为m 1、m 2, 星体S 2做圆周运动的向心力由万有引力提供得:即 m 1=故选A .esp3: 如右图,三个质点a 、b 、c 质量分别为m 1、m 2、M (M>> m 1,M>> m 2)。
在c 的万有引力作用下,a 、b 在同一平面内绕c 沿逆时针方向做匀速圆周运动,它们的周期之比T a ∶T b =1∶k ;从图示位置开始,在b 运动一周的过程中,则( )A .a 、b 距离最近的次数为k 次B .a 、b 距离最近的次数为k+1次C .a 、b 、c 共线的次数为2kD .a 、b 、c 共线的次数为2k-2在b 转动一周过程中,a 、b 距离最远的次数为k-1次,a 、b 距离最近的次数为k-1次,故a、b、c共线的次数为2k-2,选项D正确。
中心天体的质量、密度:esp4: 已知万有引力常量G,地球半径R,月球和地球之间的距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度g。
某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:同步卫星绕地球作圆周运动,由得⑴判断以上结果是否正确,并说明理由。
如不正确,给出正确的解法和结果。
⑵请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。
(1)上面结果是错误的,地球的半径R在计算过程中不能忽略,不正确,因为同步卫星的轨道半径是h+R,不是h.(2)解法一:对同步卫星,设同步卫星的质量是m,则:解得:解法二:对地面上质量为m的物体解得:解法三:对月球,设月球的质量为m,则:解得:卫星运动和宇宙速度:esp5: 如图所示的三个人造地球卫星,下列说法正确的是:①卫星可能的轨道为a、b、c ②卫星可能的轨道为a、c③同步卫星可能的轨道为a、c ④同步卫星可能的轨道为aA.①③是对的 B.①④是对的 C.②③是对的 D.②④是对的万有引力提供卫星向心力,有万有引力适用的条件可知,卫星围绕地球运动的轨道的圆心一定是地球的球心,故②正确,①错误;同步卫星的周期和地球的自传周期相同,并相对静止在地球上某一点的上方,故轨道平面和赤道平面在同一平面上,故④正确,③错误;故选:B 同步卫星:esp6: 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点,轨道2、3相切于P点(如图),则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的()A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在2上经过Q点的速率D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在3上经过P点的加速度A、设卫星和地球的质量分别为m和M,卫星速率为v,轨道半径为r,则有GMm/r 2=mV 2r,得到 V2=GM/r可见半径小,速率大.故A错误,B正确.C、根据牛顿第二定律得a=GM/r 2,卫星在轨道1上经过Q点的加速度等于它在轨道2上经过Q点的加速度,故C错误D、根据牛顿第二定律得a=GM/r 2卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度,故D错误故选B.。