天体和卫星的运行.ppt

天体和卫星的运行天体和卫星的运行一、开普勒行星运动三定律简介复习精要第一定律:所有行星都在椭圆轨道上运动,太阳则处在这些椭圆轨道的一个焦点上;第二定律:行星沿椭圆轨道运动的过程中,与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等;第三定律:行星轨道半长轴的立方与其周期的平方成正比,即kTr?23开普勒行星运动的定律是在丹麦天文学家第谷的大量观测数据的基础上概括出的,给出了行星运动的规律。二、人造地球卫星各运动参量随轨道半径的变化关系这里特指绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,实际上大多数卫星轨道是椭圆,而中学阶段对做椭圆运动的卫星一般不作定量分析。由于卫星绕地球做匀速圆周运动,所以地球对卫星的引力充当卫星所需的向心力,于是有rTmrmrmvmarMmG222224??????向由此可知:绕地球做匀速圆周运动的卫星各个参量随轨道半径r的变化情况分别如下:(1)?向当r取其最小值时,???向(2)线速度v与r的平方根成反比rGMv?当r取其最小值地球半径R时,???(3)角速度ω与r的二分之三次方成反比3rGM??当r取其最小值地球半径R时,?????.RgRGMmax?(4)??当r取其最小值地球半径R时,???gRGMRTmin??三、宇宙速度及其意义(1)三个宇宙速度的值分别为v1= km/sv2= km/sv3= km/s(2)宇宙速度的意义当发射速度v与宇宙速度分别有如下关系时,被发射物体的运动情况将有所不同①当v<v1时,被发射物体最终仍将落回地面;②当v1≤v<v2时,被发射物体将环绕地球运动,成为地球卫星;③当v2≤v<v3时,被发射物体将脱离地球束缚,成为环绕太阳运动的“人造行星”;④当v≥v3时,被发射物体将从太阳系中逃逸。四、同步卫星的三个特征(1) 周期等于地球自转周期即T=24小时;(2) 轨道平面必与赤道平面重合;(3) 高度h为确定的值h==×104km :)hR()T(m)hR(MmG???222?km105834443222322??????.RTgRRGMTh??天体质量M、密度ρ的估算:rTmrMmG222????????2324GTrM??3233RGTrVM????(当卫星绕天体表面运动时,ρ=3π/GT2)例:已知地球半径R=×=×1024Kg,万有引力常量G=×10-11 Nm2/=1Kg的物体对弹簧秤的拉力多大?【解析】在赤道附近处的质量m=1Kg的物体所受地球的万有引力为F=GMm/R2= 此物体在赤道所需向心力为F向=mω2R= 此物体在赤道所受到的弹簧秤拉力为F拉=F-F向=。—08学年第一次月考1 ,日落两小时后赤道附近的人仍能在正上方看到它,若地球半径为R,卫星飞行高度h())13(?R)3-(233)-3(2R?解:日落两小时地球转过θ=300角,如图示,RhRθ地球太阳光ω由几何关系得Rcos)hR(???3033)-3(2Rh??—208学年度综合测试(二)1 ,下列说法正确的是(),,,也可是椭圆B C