2022届高考物理一轮复习-物理思想方法与高考能力要求4课件-人教大纲版2.ppt

一、模型构建思想在天文学问题中的应用1 轨道模型解 决 星 体 运 动 问 题 是 万 有 引 力 定 律 的 一 个 非 常 重 要 的 应 用，除 近 地 卫 星 外，实际 星 体 的 运 动 轨 迹 大 多 为 椭 圆 轨 道 在 实 际 问 题 的 处 理 中 由 于 学 生 所 学 数 学 知识 的 限 制，通 常 把 行 星 或 卫 星 的 轨 道 近 似 为 圆 轨 道，计 算 时 认 为 行 星 或 卫 星 绕中 心 天 体 做 匀 速 圆 周 运 动，从 而 利 用 同 学 们 熟 知 的 圆 周 运 动 和 动 力 学 知 识 粗 略地认识和分析天体运动知识物理思想方法与高考能力要求（四）第一页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第一页，编辑于星期四：二十点 三十分。2运动模型 常见的天体运动模型有以下三种(1)核星模型模型特点：这类天体运动模型中，一般由运行天体绕中心天体(视为静止)做匀速圆周运动，为常规性天体运动类型第二页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第二页，编辑于星期四：二十点 三十分。【例1】(2010 江 西 师 大 附 中、临 川 一 中 联 考)2008 年9月25日，我 国 成 功 发 射“神 舟 七 号”载 人 飞 船 假 设“神 舟 七 号”载 人 飞 船 在 距 地 面 高 度 为h 的 圆 形 轨 道 上 做 匀 速 圆周运动，已知地球半径为R，地面上的重力加速度为g，据此可知()A 宇航员在飞船中用弹簧秤测量质量为m 的物体其读数为mgR2/(R h)2B 飞船做匀速圆周运动的轨道半径为R 2hC 飞船做匀速圆周运动的速度为v D 飞船做匀速圆周运动的周期为T 第三页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第三页，编辑于星期四：二十点 三十分。解析：由于飞船在距地面高度为h 的圆形轨道上做匀速圆周运动，处于完全失重状态，宇航员在飞船中用弹簧秤测量质量为m 的物体其读数为0，A 错误；飞船做匀速圆周运动的轨道半径为R h，B 错误；由gGM/R2和GM/(R h)2v2/(R h)联立解得飞船做匀速圆周运动的速度为v，C 错误；由gGM/R2和GMm/(R h)2m2(R h)联立解得飞船做匀速圆周运动的周期为T，D 正确答案：D第四页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第四页，编辑于星期四：二十点 三十分。(2)双星模型模 型 特 点：在 天 体 模 型 中，将 两 颗 彼 此 距 离 较 近 的 恒 星 称 为 双 星，它 们 在 相 互 之 间万有引力作用下，绕两球连线上某点做周期相同的匀速圆周运动彼此间的万有引力是双星各自做圆周运动的向心力作用力和反作用力双星具有共同的角速度双星始终与它们共同的圆心在同一条直线上第五页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第五页，编辑于星期四：二十点 三十分。【例2】两 个 星 球 组 成 双 星，它 们 在 相 互 之 间 的 万 有 引 力 作 用 下 绕 连 线 上 某 点 做 周 期 相 同 的匀速圆周运动现测得两星中心的距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量解 析：设 两 星 质 量 分 别 为M1和M2，都 绕 连 线 上O 点 做 周 期 为T 的 圆 周 运 动，星 球1和 星 球2到O 点的距离分别为l1和l2.由万有引力定律、牛顿第二定律可得：第六页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第六页，编辑于星期四：二十点 三十分。对M1：所以：M2对M2：所以：M1两式相加得M1M2(l1l2)答案：(3)三星模型模型特点：宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统第七页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第七页，编辑于星期四：二十点 三十分。【例3】宇 宙 中 存 在 一 些 距 离 其 他 恒 星 较 远 的、由 质 量 相 等 的 三 颗 星 组 成 的 三 星 系统，通 常 可 忽 略 其 他 星 体 对 它 们 的 引 力 作 用 已 观 测 到 稳 定 的 三 星 系 统 存 在 两种 基 本 的 构 成 形 式：一 种 是 三 颗 星 位 于 同 一 直 线 上，两 颗 星 围 绕 中 心 星 在 同 一半 径 为R 的 圆 轨 道 上 运 行；另 一 种 形 式 是 三 颗 星 位 于 等 边 三 角 形 的 三 个 顶 点 上，并沿外接于等边三角形的圆轨道运行设每个星体的质量均为m.第八页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第八页，编辑于星期四：二十点 三十分。(1)试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期(2)假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？解析：(1)对于第一种形式，以某个运动星体为研究对象，如下图所示，根据牛顿第二定律有：F1，F2，F1F2运动星体的线速度：v 又由T，得T 4 第九页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第九页，编辑于星期四：二十点 三十分。(2)设第二种形式下星体之间的距离为r，轨道半径为R，如下图所示则三个星体做圆周运动的半径为：R 由于任一星体做圆周运动所需的向心力靠其他两个星体的万有引力的合力提供，由力的合成和牛顿运动定律有：F合，F合 由以上条件及(1)中结果得：r 答案：(1)4(2)第十页，编辑于星期一：十三点 五十一分。第十页，编辑于星期四：二十点 三十分。