新教材高中物理第4章万有引力定律及航天知识网络建构与学科素养提升课件鲁科版必 16页

知识网络建构与学科素养提升 轨道 面积 周期 质点 分布均匀 分布均匀 7.9 11.2 16.7 一、天体(卫星)运动问题的处理 分析处理天体运动问题，要抓住“一个模型”“两个思路”，区分“三个不同”。 1.一个模型：无论是自然天体(如行星等)，还是人造天体(如人造卫星、空间站等)，只 要天体的运动轨迹为圆形，就可将其简化为质点的匀速圆周运动。 2.两个思路 3.三个不同 [例1] 土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动，其中 有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为rA＝8.0×104 km和rB＝1.2×105 km。 忽略所有岩石颗粒间的相互作用(结果可用根式表示)。 (1)求岩石颗粒A和B的线速度之比； (2)求岩石颗粒A和B的周期之比； (3)土星探测器上有一物体，在地球上重为10 N，推算出它距土星中心3.2×105 km处 受到土星的引力为0.38 N。已知地球半径为6.4×103 km，请估算土星质量是地球质 量的多少倍？ [针对训练1] “静止”在赤道上空的地球同步气象卫星将气象数据发回地面，为天气 预报提供准确、全面和及时的气象资料。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的 n倍，下列说法中正确的是(　　) 答案　C 二、天体运动中的追及相遇问题 在天体运动的问题中，我们常遇到一些这样的问题，比如a、b两物体都绕同一中心 天体做圆周运动，某时刻a、b相距最近，问a、b下一次相距最近或最远需要多长时 间，或“至少”需要多长时间等问题。而对于此类问题的解决和我们在直线运动中 的追及相遇问题在思维上有一些相似的地方，但它也有其自身的特点。两天体由这 次相距最近到下次相距最近，周期小的天体比周期大的天体多转一周，解决天体运 动中的追及相遇问题时，要紧紧的抓住这一条件。 [例2] 设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造卫 星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r＜5R，飞行方向与地球的自转方 向相同，在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过 该建筑物正上方所需要的时间为(　　) 答案　D [针对训练2] 两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，如图所示，地球半径 为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则： (1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少？ (2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两 卫星相距最远？ 解析　(1)设a卫星运行轨道的半径为Ra，b卫星运行轨道的半径为Rb，由题可知，Ra＝ 2R，Rb＝4R， 若两卫星反向运转，二者共同转过半圈时，相距最远，有