高三物理天體和衛(wèi)星的運行課件

1、天體和衛(wèi)星的運行,一、開普勒行星運動三定律簡介,復習精要,第一定律：所有行星都在橢圓軌道上運動，太陽則處在這些橢圓軌道的一個焦點上；,第二定律：行星沿橢圓軌道運動的過程中，與太陽的連線在單位時間內(nèi)掃過的面積相等；,第三定律：行星軌道半長軸的立方與其周期的平方成正比，即,開普勒行星運動的定律是在丹麥天文學家第谷的大量觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上概括出的,給出了行星運動的規(guī)律。,二、人造地球衛(wèi)星各運動參量隨軌道半徑的變化關(guān)系,這里特指繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，實際上大多數(shù)衛(wèi)星軌道是橢圓，而中學階段對做橢圓運動的衛(wèi)星一般不作定量分析。,由于衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，所以地球?qū)πl(wèi)星的引力充當衛(wèi)星所需的向心力

2、，于是有,由此可知：繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星各個參量隨軌道半徑r的變化情況分別如下：,(1)向心加速度a向與r的平方成反比.,當r取其最小值時， a向取得最大值.,(2)線速度v與r的平方根成反比,當r取其最小值地球半徑R時，v取得最大值.,(3)角速度與r的二分之三次方成反比,當r取其最小值地球半徑R時，取得最大值.,(4)周期T與r的二分之三次方成正比.,當r取其最小值地球半徑R時，T取得最小值.,三、宇宙速度及其意義,(1)三個宇宙速度的值分別為,v1=7.9 km/s v2=11.2 km/s v3=16.9 km/s,(2)宇宙速度的意義,當發(fā)射速度v與宇宙速度分別有如下關(guān)系時，被

3、發(fā)射物體的運動情況將有所不同,當vv1時，被發(fā)射物體最終仍將落回地面；,當v1vv2時，被發(fā)射物體將環(huán)繞地球運動，成為地球衛(wèi)星；,當v2vv3時，被發(fā)射物體將脫離地球束縛，成為環(huán)繞太陽運動的“人造行星”；,當vv3時，被發(fā)射物體將從太陽系中逃逸。,四、同步衛(wèi)星的三個特征,(1) 周期等于地球自轉(zhuǎn)周期即T=24小時；,(2) 軌道平面必與赤道平面重合；,(3) 高度h為確定的值h=5.6R=3.58104km ：,018.湖南省師大附中0708學年第一次月考1,1有一顆在地球赤道上方飛行的人造衛(wèi)星，日落兩小時后赤道附近的人仍能在正上方看到它，若地球半徑為R，衛(wèi)星飛行高度h （ ）,解：,日落兩小

4、時地球轉(zhuǎn)過 =300角，如圖示，,由幾何關(guān)系得,D,021.華南師大附中207208學年度綜合測試(二)1,1關(guān)于人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是 （ ） A人造衛(wèi)星離地面高度越大，運行周期越小 B人造衛(wèi)星離地面高度越大，運行速度越小 C所有同步衛(wèi)星只能地赤道上空的同一軌道上 D同步衛(wèi)星運行軌道可以是圓，也可是橢圓,B C,024.上海市徐匯區(qū)07年第一學期期末試卷7,7土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星，都沿近似為圓周的軌道繞土星運動。其參數(shù)如下表所示，則兩衛(wèi)星相比土衛(wèi)十 （ ）,（A）受土星的萬有引力較大 （B）衛(wèi)星表面附近的重力加速度較大 （C）繞土星做圓周運動的向心加速度較大 （D）動能較

5、大,ABD,034.徐州市0708學年度第一次質(zhì)量檢測8,8目前世界已進入太空時代 “嫦娥奔月”工程的順利實施，標志著我國的航天事業(yè)進入世界先進行列在一次探索太空的過程中，宇宙飛船在近地點200km、遠地點343km的橢圓軌道上運行時，其周期為T，機械能為E，通過遠地點時的速度為v，加速度為a當飛船運動到遠地點時實施變軌，轉(zhuǎn)到離地面高度為343km的圓軌道上運行，則飛船在此圓軌道上運行時 ( ) A運行周期小于T B速度大于v C加速度等于a D機械能等于E,B C,043.南通、揚州、泰州三市08屆第二次調(diào)研測試7,7我國未來將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站如圖所示，關(guān)閉動力的航天飛

6、機在月球引力作用下向月球靠近，并將與空間站在B處對接，已知空間站繞月軌道半徑為r，周期為T，引力常量為G，下列說法中正確的是 ( ) A圖中航天飛機正加速飛向B處 B航天飛機在B處由橢圓軌道 進入空間站軌道必須點火減速 C根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量 D根據(jù)題中條件可以算出空間站受 到月球引力的大小,A B C,047.08年福建省畢業(yè)班質(zhì)量檢查 16,16據(jù)報道，嫦娥二號探月衛(wèi)星將于2009年前后發(fā)射,其環(huán)月飛行的高度距離月球表面100km，所探測到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200km的嫦娥一號更加翔實。若兩顆衛(wèi)星環(huán)月運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖所示。則 ( ) A嫦娥二號

7、環(huán)月運行的周期比嫦娥一號更小 B嫦娥二號環(huán)月運行的周期比嫦娥一號更大 C嫦娥二號環(huán)月運行時向心 加速度比嫦娥一號更小 D嫦娥二號環(huán)月運行時向心 加速度與嫦娥一號相等,A,050.江蘇省鹽城市07-08學年度第二次調(diào)研考試3,3關(guān)于人造地球衛(wèi)星和宇宙飛船，下列說法中錯誤的是 ( ) A若已知人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，利用引力常量，就可以算出地球質(zhì)量 B兩顆人造地球衛(wèi)星，若它們的速率相等，它們的軌道半徑和繞行周期一定相同 C在同一軌道上同方向運行的兩顆衛(wèi)星，若將前面衛(wèi)星速率減小，后一衛(wèi)星就可能和前面衛(wèi)星發(fā)生碰撞 D在繞地球飛行的宇宙飛船中，若宇航員從艙內(nèi)慢慢走出并離開飛船，飛船的速率不會發(fā)

8、生改變,C,051.北京西城區(qū)08年4月物理一模 19,19有三顆質(zhì)量相同的人造地球衛(wèi)星1、2、3，1是放置在赤道附近還未發(fā)射的衛(wèi)星，2是靠近地球表面做圓周運動的衛(wèi)星，3是在高空的一顆地球同步衛(wèi)星。比較1、2、3三顆人造衛(wèi)星的運動周期T、線速度v、角速度 和向心力F，下列判斷正確的是 （ ） AT1 F2 F3,B,053.08年3月臨沂市教學質(zhì)量檢查考試(一)5,5人造地球衛(wèi)星可在高度不同的軌道上運轉(zhuǎn)，下述判斷正確的是 （ ） A各國發(fā)射的所有人造地球衛(wèi)星的運行速度都不超過 B各國發(fā)射的所有人造地球衛(wèi)星的運行周期都不超過 C若衛(wèi)星軌道為圓形，則該圓形的圓心必定與地心重合 D地球同步衛(wèi)星可相對

9、地面靜止在北京的正上空,A C,012.湖北省黃岡中學08屆9月模擬考試 6,6.可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星,使其圓軌道（ ） A與地球表面上某一緯度（非赤道）是共面的同心圓 B與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面的同心圓 C與地球表面上的赤道共面的同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的 D與地球表面上的赤道是共面的同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是運動的,C D,058. 08年蘇、錫、常、鎮(zhèn)四市教學情況調(diào)查（二）4,4如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球做橢圓軌道運行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點已知A、B、C繞地心運動的周期相同相對于地心，下列說法

10、中不正確的是 ( ) A物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度 B衛(wèi)星C的運行速度大于物體A的速度 C可能出現(xiàn)：在每天的某一時刻 衛(wèi)星B在A的正上方 D衛(wèi)星B在P點的運行加速度大小 與衛(wèi)星C的運行加速度大小相等,A,061.北京西城區(qū)2008年5月抽樣18,18“神舟六號”繞地球做勻速圓周運動時，距地面高度為343km，運行周期為90分鐘； “嫦娥一號”繞月球做勻速圓周運動時，距月球表面高度為200km，運行周期為127分鐘。已知地球半徑為6400km，月球半徑為1750km?！版隙鹨惶枴迸c“神舟六號”相比較，下列說法中正確的是 ( ) A“嫦娥一號”的線速度大 B“嫦娥一號”的角速度小 C“嫦娥

11、一號”的向心加速度大 D兩者軌道半徑的三次方與周期平方的比值相等,B,064. 08年福建省十大名校高考模擬試題 4,4美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（簡稱GPS）由24顆衛(wèi)星組成，衛(wèi)星分布在等分地球的6個軌道平面上，每個軌道上又分布有4顆衛(wèi)星，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km我國自行建立的“北斗一號”衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三顆衛(wèi)星組成，三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上比較這些衛(wèi)星，下列說法中正確的是 （ ）A“北斗一號”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相同，否則它們不能定位在同一軌道上BGPS的衛(wèi)星較“北斗一號”的衛(wèi)星有較小的運行速度CGPS的衛(wèi)星較“北斗一號”的衛(wèi)星有更大的加速度DGPS的衛(wèi)星較“北斗一號”的衛(wèi)星周期更短,C D,065.08年南京一中第三次模擬9,9衛(wèi)星電話在搶險救災中能發(fā)揮重要作用。第一代、第二代海事衛(wèi)星只使用靜止軌道衛(wèi)星，不能覆蓋地球上的高緯度地區(qū)。第三代海事衛(wèi)星采用同步和中軌道衛(wèi)星結(jié)合的方案，它由4顆同步衛(wèi)星與12顆中軌道衛(wèi)星構(gòu)成。中軌道衛(wèi)星高度為10354公里，分布在幾個軌道平面上(與