天体运动知识点中学教育高考中学教育高考.pdf

精心整理 天体运动基本知识诚志教育 人造地球卫星：在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星，简称人造卫星。(1)人造卫星按运行轨道可分为低轨道卫星、中轨道卫星、高轨道卫星，以及地球同步轨道卫星、极地轨道卫星等。(2)按用途人造卫星可分为三大类：科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。考试应用重点 人造地球卫星：1、若已知人造卫星绕地心做匀速率圆周运动的轨道半径为 r，地球的质量为 M，各物理量与轨道半径的关系：?由得卫星运行的向心加速度为：；?由得卫星运行的线速度为：；?由得卫星运行的角速度为：；?由得卫星运行的周期为：；?由得卫星运行的动能：；?即随着运行的轨道半径的逐渐增大，向心加速度a、线速度 v、角速度、动能Ek将逐渐减小，周期 T 将逐渐增大。?2、用万有引力定律求卫星的高度：?通过观测卫星的周期 T 和行星表面的重力加速度 g 及行星的半径 R 可以求出卫星的高度。?特别需要指出的是，静止在地球表面上的物体，尽管地球对物体的重量也为 mg，尽管物体随地球自转也一起转，绕地轴做匀速率圆周运动，且运行周期等于地球自转周期，与近地卫星、同步卫星有相似之处，但它的轨道平面不一定通过地心，如图所示。只有当纬度=0，即物体在赤道上时，轨道平面才能过地心.地球对物体的引力 F 的一个分力是使物体做匀速率圆周运动所需的向心力 f=m 2r，另一个分力才是物体的重量 mg，即引力 F 不等于物体的重量 mg，只有当 r=0 时，即物体在两极处，由于 f=m 2r=0，F 才等于 mg。赤道上随地球自转而做圆周运动的物体与近地卫星的区别：A、赤道上物体受的万有引力只有一小部分充当向心力，另一部分作为重力使得物体紧压地面，而近地卫星的引力全部充当向心力，卫星已脱离地球；B、赤道上（地球上）的物体与地球保持相对静止，而近地卫星相对于地球而言处于高速旋转状态。?3、卫星变轨问题?精心整理 卫星由低轨道运动到高轨道，要加速，加速后作离心运动，势能增大，动能减少，到高轨道作圆周运动时速度小于低轨道上的速度。?万有引力定律的其他应用：万有引力定律：（G=6.67 10-11?N m2/kg2），万有引力定律在天文学中的应用：1、计算天体的质量和密度；2、人造地球卫星、地球同步卫星、近地卫星；3、发现未知天体；4、分析重力加速度 g 随离地面高度 h 的变化情况；物体的重力随地面高度 h 的变化情况：物体的重力近似地球对物体的吸引力，即近似等于，可见物体的重力随 h的增大而减小，由 G=mg 得 g 随 h 的增大而减小。在地球表面（忽略地球自转影响）：（g 为地球表面重力加速度，r 为地球半径）。当物体位于地面以下时，所受重力也比地面要小，物体越接近地心，重力越小，物体在地心时，其重力为零。5、黄金代换公式：GM=gR2。地面上它将围绕地球旋转成为一颗人造地球人造卫星按运行轨道可分为低轨道卫星中轨道卫星高轨道卫星以及地球同步轨道卫星极地轨道卫星等卫星简称人造卫星按用途人造卫星可分为三大类科学卫星技术试验卫星和应用卫星考试的关系由得卫星运行的向心加速度为由得卫星运行的线速度为由得卫星运行的角速度为由得卫星运行的周期为由得卫星运行的动能即随着运行的轨道半径的逐渐增大向心加速度线速度角速度动能将逐渐减周期将逐渐增大用万有引力的是静止在地球表面上的物体尽管地球对物体的重量也为尽管物体随地球自转也一起转绕地轴做匀速率圆周运动且运行周期等于地球自转周期与近地卫星同步卫星有相似之处但它的轨道平面不一定通过地心如图所示只有当纬度即物