天體運(yùn)動(dòng)練習(xí)詳解課件

天體運(yùn)動(dòng)練習(xí)詳解課件1兩種速度：發(fā)射速度和環(huán)繞速度2兩種運(yùn)行軌道：正常運(yùn)行和變軌運(yùn)行3兩種周期——自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期4兩種加速度：衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)向心加速度和物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度5三種衛(wèi)星：同步衛(wèi)星，近地衛(wèi)星，極地衛(wèi)星

小結(jié)1兩種速度：發(fā)射速度和環(huán)繞速度2兩種運(yùn)行軌道：正常運(yùn)行和變軌如圖4－1所示，同步衛(wèi)星與地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，向心加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的是AD如圖4－1所示，同步衛(wèi)星與地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，“連續(xù)物”指和天體緊緊連接在一起物體，“小衛(wèi)星群”指環(huán)繞天體運(yùn)動(dòng)許多小星體的總稱.據(jù)觀測(cè)，在土星的外層有一個(gè)環(huán)，為了判定此環(huán)是土星的連續(xù)物還是土星的小衛(wèi)星群，可測(cè)出環(huán)中各層的線速度v和該層到土星中心的距離R，進(jìn)而得出v和R的關(guān)系，下列說法中正確A．若v和R成正比，則此環(huán)是連續(xù)物B．若v和R成正比，則此環(huán)是小衛(wèi)星群C．若v2和R成反比，則此環(huán)是小衛(wèi)星群D．若v2和R成反比，則此環(huán)是連續(xù)物AC模型1：衛(wèi)星群和天體連續(xù)物“連續(xù)物”指和天體緊緊連接在一起物體，“小衛(wèi)星群”指環(huán)繞天體2．雙星模型：兩星相對(duì)位置保持不變，繞其連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．(1)兩星之間的萬有引力提供各自所需向心力．(2)兩星繞某一圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的繞向相同，角速度、周期相同．(3)兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離．=m2w22r2L，r1、r2，千萬不可混淆2．雙星模型：兩星相對(duì)位置保持不變，繞其連線上某點(diǎn)做勻速圓周4洞是具有強(qiáng)大引力又不易觀察的天體，2001年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞，命名為MCG6-30-15；假定銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，已知太陽系繞銀河系中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列哪一組數(shù)據(jù)可以估算該黑洞的質(zhì)量(引力常數(shù)已知)(

)A．太陽的質(zhì)量和太陽到MCG6-30-15的距離B．太陽的運(yùn)行速度和太陽到MCG6-30-15的距離C．太陽的質(zhì)量和運(yùn)行速度D．地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期和速度B3“黑洞”是近代引力理論預(yù)言的一種特殊天體，它的質(zhì)量十分巨大，以至于其脫離速度有可能超過真空中的光速，因此任何物體都不能脫離它的束縛，即使光子也不能射出.4洞是具有強(qiáng)大引力又不易觀察的天體，2001年10月22日，4三星模型:宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m

（1）試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期。

（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？4三星模型:宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆作業(yè)：有一種衛(wèi)星叫做極地衛(wèi)星，其軌道平面與地球的赤道平面成900角，它常應(yīng)用于遙感、探測(cè)。假設(shè)有一個(gè)極地衛(wèi)星繞地球做勻速周運(yùn)動(dòng)。已知：該衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為T0/4（T0為地球的自轉(zhuǎn)周期），地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R。則：（1）該衛(wèi)星一晝夜能有幾次經(jīng)過赤道上空？試說明理由。（2）該衛(wèi)星離地的高度H為多少？后面還有一題作業(yè)：有一種衛(wèi)星叫做極地衛(wèi)星，其軌道平面與地球的赤道平面成92“神舟六號(hào)”載人飛船于2005年10月12日上午9點(diǎn)整在酒泉航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空．由長征運(yùn)載火箭將飛船送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，A點(diǎn)距地面的高度為h1，飛船飛行五周后進(jìn)行變軌，進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖所示．在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t，于10月17日凌晨在內(nèi)蒙古草原成功返回．已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R．求：（1）飛船在A點(diǎn)向心加速度大?。?）遠(yuǎn)地點(diǎn)B距地面的高度．（3）沿著橢圓軌道從A到B的時(shí)間2“神舟六號(hào)”載人飛船于2005年10月12日上午9點(diǎn)整在天體運(yùn)動(dòng)練習(xí)詳解課件（1）星體運(yùn)動(dòng)的向心力是由另外兩星體對(duì)它的萬有引力提供，則有

解得

，

（2）設(shè)第二種形式星體之間的距離為r

，則三個(gè)星體作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

，相鄰兩星體之間的萬有引力,由星體做圓周運(yùn)動(dòng)可知

由以上各式解得

（1）星體運(yùn)動(dòng)的向心力是由另外兩星體對(duì)它的萬有引力提供，則有5.2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese581c.這顆圍繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的周期約為13天．假設(shè)有一艘宇宙飛船繞該星球表面附近軌道運(yùn)行，下列說法正確的是(

)A飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行周期約13天B飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行時(shí)速度大于7.9km/sC人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力小D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小答案：B5.2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量.已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量.(引力常量為G)天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙

設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2，角速度分別為ω1,ω2.根據(jù)題意有

①

r1+r2=r②

根據(jù)萬有引力定律和牛頓定律，有

③

④

聯(lián)立①②③④式解得設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分

解：星體繞繞“黑洞”作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是萬有引力提供的，據(jù)萬有引力定律，可知“黑洞”是一個(gè)有質(zhì)量的天體。設(shè)黑洞和轉(zhuǎn)動(dòng)星體的質(zhì)量分別為M和m，兩者距離為R，利用萬有引力定律和向心力公式列式：天文學(xué)家根據(jù)天文觀察宣布了下列研究成果：銀河系中可能存在一個(gè)大“黑洞”，距“黑洞”60億千米的星體以2000km/s的速度繞其旋轉(zhuǎn)；接近“黑洞”的所有物質(zhì)即使速度等于光速也被“黑洞”吸人，試計(jì)算“黑洞”的最大半徑。GMm／R2＝mv2／R，得到GM＝v2R，等于光速的物體被“黑洞”吸入，據(jù)此信息，可以設(shè)想速度等于光速的物體恰好未被“黑洞”吸入，可類比近地衛(wèi)星繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)“黑洞”半徑為r,用類比方法得到G·M＝c2·r（c為光速），所以r＝v2·R／c2＝2.7×108m。解：星體繞繞“黑洞”作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是萬有引力提供天體運(yùn)動(dòng)練習(xí)詳解課件天體運(yùn)動(dòng)練習(xí)詳解課件1兩種速度：發(fā)射速度和環(huán)繞速度2兩種運(yùn)行軌道：正常運(yùn)行和變軌運(yùn)行3兩種周期——自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期4兩種加速度：衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)向心加速度和物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度5三種衛(wèi)星：同步衛(wèi)星，近地衛(wèi)星，極地衛(wèi)星

小結(jié)1兩種速度：發(fā)射速度和環(huán)繞速度2兩種運(yùn)行軌道：正常運(yùn)行和變軌如圖4－1所示，同步衛(wèi)星與地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，向心加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的是AD如圖4－1所示，同步衛(wèi)星與地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，“連續(xù)物”指和天體緊緊連接在一起物體，“小衛(wèi)星群”指環(huán)繞天體運(yùn)動(dòng)許多小星體的總稱.據(jù)觀測(cè)，在土星的外層有一個(gè)環(huán)，為了判定此環(huán)是土星的連續(xù)物還是土星的小衛(wèi)星群，可測(cè)出環(huán)中各層的線速度v和該層到土星中心的距離R，進(jìn)而得出v和R的關(guān)系，下列說法中正確A．若v和R成正比，則此環(huán)是連續(xù)物B．若v和R成正比，則此環(huán)是小衛(wèi)星群C．若v2和R成反比，則此環(huán)是小衛(wèi)星群D．若v2和R成反比，則此環(huán)是連續(xù)物AC模型1：衛(wèi)星群和天體連續(xù)物“連續(xù)物”指和天體緊緊連接在一起物體，“小衛(wèi)星群”指環(huán)繞天體2．雙星模型：兩星相對(duì)位置保持不變，繞其連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．(1)兩星之間的萬有引力提供各自所需向心力．(2)兩星繞某一圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的繞向相同，角速度、周期相同．(3)兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離．=m2w22r2L，r1、r2，千萬不可混淆2．雙星模型：兩星相對(duì)位置保持不變，繞其連線上某點(diǎn)做勻速圓周4洞是具有強(qiáng)大引力又不易觀察的天體，2001年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞，命名為MCG6-30-15；假定銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，已知太陽系繞銀河系中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列哪一組數(shù)據(jù)可以估算該黑洞的質(zhì)量(引力常數(shù)已知)(

)A．太陽的質(zhì)量和太陽到MCG6-30-15的距離B．太陽的運(yùn)行速度和太陽到MCG6-30-15的距離C．太陽的質(zhì)量和運(yùn)行速度D．地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期和速度B3“黑洞”是近代引力理論預(yù)言的一種特殊天體，它的質(zhì)量十分巨大，以至于其脫離速度有可能超過真空中的光速，因此任何物體都不能脫離它的束縛，即使光子也不能射出.4洞是具有強(qiáng)大引力又不易觀察的天體，2001年10月22日，4三星模型:宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m

（1）試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期。

（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？4三星模型:宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆作業(yè)：有一種衛(wèi)星叫做極地衛(wèi)星，其軌道平面與地球的赤道平面成900角，它常應(yīng)用于遙感、探測(cè)。假設(shè)有一個(gè)極地衛(wèi)星繞地球做勻速周運(yùn)動(dòng)。已知：該衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為T0/4（T0為地球的自轉(zhuǎn)周期），地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R。則：（1）該衛(wèi)星一晝夜能有幾次經(jīng)過赤道上空？試說明理由。（2）該衛(wèi)星離地的高度H為多少？后面還有一題作業(yè)：有一種衛(wèi)星叫做極地衛(wèi)星，其軌道平面與地球的赤道平面成92“神舟六號(hào)”載人飛船于2005年10月12日上午9點(diǎn)整在酒泉航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空．由長征運(yùn)載火箭將飛船送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，A點(diǎn)距地面的高度為h1，飛船飛行五周后進(jìn)行變軌，進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖所示．在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t，于10月17日凌晨在內(nèi)蒙古草原成功返回．已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R．求：（1）飛船在A點(diǎn)向心加速度大?。?）遠(yuǎn)地點(diǎn)B距地面的高度．（3）沿著橢圓軌道從A到B的時(shí)間2“神舟六號(hào)”載人飛船于2005年10月12日上午9點(diǎn)整在天體運(yùn)動(dòng)練習(xí)詳解課件（1）星體運(yùn)動(dòng)的向心力是由另外兩星體對(duì)它的萬有引力提供，則有

解得

，

（2）設(shè)第二種形式星體之間的距離為r

，則三個(gè)星體作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

，相鄰兩星體之間的萬有引力,由星體做圓周運(yùn)動(dòng)可知

由以上各式解得

（1）星體運(yùn)動(dòng)的向心力是由另外兩星體對(duì)它的萬有引力提供，則有5.2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese581c.這顆圍繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的周期約為13天．假設(shè)有一艘宇宙飛船繞該星球表面附近軌道運(yùn)行，下列說法正確的是(

)A飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行周期約13天B飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行時(shí)速度大于7.9km/sC人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力小D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小答案：B5.2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量.已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量.(引力常量為G)天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙