第七章《与航天》复习资料Word文档格式.docx
- 文档编号:14706186
- 上传时间:2022-10-24
- 格式:DOCX
- 页数:33
- 大小:496.36KB
第七章《与航天》复习资料Word文档格式.docx
《第七章《与航天》复习资料Word文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第七章《与航天》复习资料Word文档格式.docx(33页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
3、比例系数K是一个与行星质量无关的常量,但不是恒量,在不同的星系中,K值不相同。
4、卫星绕地球运转,地球绕太阳运转遵循相同的运动规律。
例题探究与解答
例1、16世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本理论,这四个论点目前看存在的缺陷是()
A、宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动
B、地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动。
C、天穹不转动,因为地球每天自西向东自转一周,造成天体每天东升西落的现象。
D、与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多。
解析:
所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上;
行星在椭圆轨道上运动的周期T和轨道半长轴满足恒量,故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动,整个宇宙是在不停运动的。
答案:
ABC
说明:
天文学家开普勒在整理了第谷的观测资料后,在哥白尼学说的基础上,抛弃了圆轨道的说法,提出了以大量观察资料为依据的三大定律,揭示了天体运动的真相,它们中的每一条都是以观测事实为依据的定律。
例2、关于行星的运动,一下说法正确的是()
A、行星轨道的半长轴越长,自转周期就越大
B、行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大
C、水星的半长轴最短,公转周期最大
D、冥王星离太阳“最远”,绕太阳运动的公转周期最长
由可知,R越大,T越大,故B、D正确,C错误;
式中的T是公转周期而非自转周期,故A错误。
BD
对公式中的各个量一定要把握其物理意义,对一些说法中的个别字要读明白,如R为半长轴,T为公转周期。
例3、1970年4月24日我国发射了第一颗人造卫星,其近地点是高度,远地点高度,则近地点与远地点行星运动速率之比______(已知,用表示,不计算)
分析:
开普勒定律是对太阳系而言,但也适用于地球的卫星系统,所以可利用开普勒第二定律进行计算。
解:
根据开普勒第二定律:
地球和卫星的连线在相等时间扫过相同的面积。
卫星近地点和远地点在内扫过面积分别为,则:
即:
又
故:
可把开普勒三定律应用于地球的卫星系统,求卫星的周期等。
合作求解
1、月球环绕地球运动的轨道半径约是地球半径的60倍,运行周期约为27天,试用开普勒定律计算出:
在赤道平面内离地面多大高度,人造地球卫星可以随地球一起转动,就像停留在天空不动一样。
(地球半径约为)把周期与半径关系明确的是定律,其表达式为:
。
因为二者同样绕地球转动,所以对应的常量为同一值,故可以求得人造卫星的轨道半径:
,所求的高度为:
开普勒第三定律
随地球一起转动,就好像停留在天空中不动的卫星,通常称为定点卫星(或通信卫星),它的高度是确定的,后面会专门学习。
2、冥王星离太阳的距离是地球离太阳的距离的39.6倍,那么冥王星绕太阳的公转周期是多少?
(冥王星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆形轨道)
地球和冥王星都绕太阳公转,地球和冥王星绕太阳公转的运动遵循开普勒定律。
已知地球绕太阳的公转周期为一年,可以利用开普勒第三定律求解冥王星的公转周期。
求解过程:
设冥王星的公转周期为,轨道半径为,地球的公转周期为轨道半径为
根据开普勒第三定律列关系式为:
求解得到结论:
,,,
跟踪练习:
1、下列说法正确的是()
A、地球是宇宙的中心,太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B、太阳是宇宙的中心,所有天体都绕太阳运动
C、太阳是静止不动,地球和其他行星都绕太阳运动
D、“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的
太阳、地球、月亮都是运动的,从现在的观点看地心说和日心说都是错误的,都是有其时代局限性的。
D
2、下列关于开普勒对与行星运动规律的认识的说法正确的是()
A、所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆
B、所有行星绕太阳运动的轨道都是圆
C、所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同
D、所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比
由开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。
所以A正确,B错误。
由开普勒第三定律知所有行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等,故CD错误。
A
3、理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用。
下面对于开普勒第三定律的公式,下列说法正确的是()
A、公式只适用于轨道是椭圆的运动
B、式中的K值,对于所有行星(或卫星)都相等
C、式中的K值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关
D、若已知月球与地球之间的距离,根据公式可求出地球与太阳之间的距离
行星和卫星的轨道可以近似为圆,公式也适用,故A错。
比例系数k是一个由中心天体决定而与行星无关的常量,但不是恒量,不同的星系中,k值不同,故B错,C对。
月球绕地球转动的k值与地球绕太阳转动得k值不同,故D错。
C
4、两颗行星的质量分别为,绕太阳运行的轨道半长轴分别为,则它们的公转周期之比为()
A、B、C、D、无法确定
由开普勒第三定律可知:
,故C正确。
5、某行星沿椭圆轨道运行,近日点离太阳距离为a,远日点离太阳距离为b,过近日点时行星的速率为,则过远日点时速率为()
A、B、C、D、
由开普勒第二定律可知太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等进行求解
取足够短的时间,则有:
6、首先发现行星绕太阳运动的轨道是椭圆,揭示行星运动规律的科学家是______,他是在仔细研究了_______的观测资料,经过了四年的刻苦计算的基础上总结出来了。
答案:
开普勒第谷
7、古人认为天体的运动是最完美和谐的______运动,后来_____发现,所有行星绕太阳运动的轨道都是_____,太阳处在______位置上。
匀速圆周开普勒椭圆焦点
8、已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为b,则它们的公转周期之比为________。
两行星均为太阳的行星,对太阳系的所有行星,其轨道半径和运行周期均满足
恒量
设两行星的半长轴分别为周期分别为,由知:
则
9、有一行星,距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的8倍,则该行星绕太阳公转的周期是多少年?
由开普勒第三定律知:
根据开普勒第三定律:
行星的运行半径R与周期T关系为
同理,地球运行的半径与周期T’(1年)的关系为:
故可解得:
年
22.6年
10、地球公转运行的轨道半径,若把地球公转周期称为1年,那么土星运行的轨道半径,其周期多长?
地球和土星均为太阳系的行星,对同一恒星的所有卫星,其轨道半径和运行周期均满足恒量
根据行星的运动规律:
,有:
T’=29.7T
29.7年
11、两颗行星的质量分别为,它们绕太阳运动的轨道半径为,若,则它们的周期之比为多少?
,,其比值与质量无关
8
12、飞船沿半径为R的圆周绕地球运动其周期为T,地球半径为,若飞船要返回地面,可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行,椭圆与地球表面在B点相切,求飞船由A点到B点所需要的时间?
开普勒定律不仅对所有围绕太阳运动的行星适用,而且
也适用于卫星、飞船等绕行星的运动。
当飞船做半径为R的圆周运动时,由开普勒第三定律
知
当飞船返回地面时,从A处降速后沿椭圆轨道至B。
设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T’,椭圆的半长轴为a,则
可解得:
由于,由A到B的时间
第二节太阳与行星间的引力
1、太阳与行星间的引力,G是与太阳和行星都无关的比例系数
2、利用开普勒定律,把行星的运动看作以太阳为圆心的匀速圆周运动,利用牛顿第三定律中的力的相互性,推定行星对太阳的引力与太阳质量有关,是本节的关键
3、太阳与行星间引力的关系表达为,并不能认为这就是万有引力的表达式,这只是太阳与行星间引力所遵守的规律,这里的G只是一个比例系数,而不是万有引力定律中的“引力常量”。
牛顿把太阳与行星间引力的规律推广到宇宙间所有的物体间的相互作用时就是万有引力定律了。
例题探究与解答:
例1、下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是()
A、行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力
B、行星对太阳的引力与太阳的质量成正比,与行星的质量无关
C、太阳对行星的引力远大于行星对太阳的引力
D、行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比,与行星的距离成反比
本题考察了牛顿第三定律和太阳与行星间的引力关系。
由牛顿第三定律可知,行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是作用力与反作用力,所以A正确,C错误。
由太阳对行星的引力表达关系可知B、D错误。
例2、据美联社20XX年10月7日报道,天文学家在太阳系的九大行星之外,又发现了一颗比地球小得多的新行星,而且还测得它绕太阳公转的周期为288年,若把它和地球绕太阳公转的轨道都看成是圆,问它到太阳的距离约是地球到太阳距离的多少倍?
新行星和地球都绕太阳做圆周运动,遵循的共同规律是,这就是向心力的来源,用周期表示向心力即可求得距离关系。
设太阳质量为M,地球质量为,新行星与太阳的距离分别为,它们的周期分别为,太阳与行星的引力提供向心力,则有:
(1)
(2)
由
(1)
(2)两式得:
太阳对行星的引力提供向心力是求解这类问题的关键
1、下面关于太阳对行星的引力的说法正确的是()
A、太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力
B、太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离成正比
C、太阳对行星的引力由实验得出的
D、太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的
太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力,太阳与行星间的引力,可知A正确,B错误。
太阳对行星的引力规律由开普勒和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来,故D正确,C错误。
AD
2、两个行星的质量分别为,绕太阳运行的轨道半径分别为,若它们只受太阳引力的作用,那么这两个行星的向心加速度之比为()
A、1B、C、D、
太阳与行星间的引力,结合牛顿第二定律可知:
,故D正确。
3、一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4倍,则这颗小行星运行速率是地球运行速率的()
A、4倍B、2倍C、0.5倍D、16倍
太阳对行星的引力提供向心力
4、九大行星绕太阳运行的轨迹可以粗略地认为是圆,各星球半径和轨道半径如下表所示:
行星名称
水星
金星
地球
火星
木星
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 与航天 第七 航天 复习资料