专题一：力与运动之天体运动.docVIP

天体运动 注意点： 一、建立两种模型： 无论是自然天体（如月球，地球，太阳），还是人造天体（如飞船，卫星、空间站），也不管它多么大，首先应把它们抽象成质点模型，人造天体直接看成质点，自然天体看做质量位于球心的球体，这样，它们之间的运动抽象为一个质点绕另一个质点的匀速圆周运动。 二、抓住两条思路 思路1：利用球体表面万有引力等于重力的关系： 思路2：利用万有引力等于向心力的关系： 三、分清三对概念： （1）重力和万有引力 重力是由于地球的吸引而产生的，它是万有引力的一个分力，在地球表面随纬度的增大而增大，一般可认为两者大小相等，即 （2）随地球自转的向心加速度和绕地球运行的向心加速度 物体随地球自转的向心加速度，是地球自转角速度，T为地球的自转周期； 卫星哦地球运行的向心加速度，式中M为地球质量，r为卫星与地心的距离。 （3）运行速度与发射速度 对于人造卫星，由，该速度指的是人造卫星在轨道上的运行速度，其大小随轨道半径的增大而减小，但由于人造卫星发射过程中要克服地球引力做功，增大势能，所以将卫星发射到离地球越远的轨道上，在地面上所需要的发射速度就越大。 典型例题： 类型1：天体质量和密度的计算： 例1：假设某个国家发射了一颗绕火星做圆周运动的卫星．已知该卫星贴着火星表面运动，把火星视为均匀球体，如果知道该卫星的运行周期为T，引力常量为G，那么(　　) A．可以计算火星的质量 B．可以计算火星表面的引力加速度 C．可以计算火星的密度 D．可以计算火星的半径 例2：我国探月的嫦娥工程已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球．假如宇航员在月球上测得摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T，将月球视为密度均匀、半径为r的球体，则月球的密度为(　　) A．　 　B．　 　C．　 　D． 类型2：人造卫星的圆周运动物理量与轨道半径的关系 例3：2008年9月25日到28日，我国成功发射了神舟七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱．飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟．下列判断正确的是（ ） A．飞船变轨前后的机械能相等 B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度 D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 例4：1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展．假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行．已知地球半径为6.4×106 m，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107 m这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运行的周期．以下数据中，最接近其运行周期的是（ ） A0.6小时 　 B．1.6小时 　 C．4.0小时 　 D．24小时 类型3：卫星的变轨问题： 例5：2005年10月12日，神舟六号飞船顺利升空后，在离地面340 km的圆轨道上运行了73圈．运行中需要多次进行轨道维持．所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间、推力的大小和方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行．如果不进行轨道维持，由于飞船在轨道上运动受摩擦阻力的作用，轨道高度会逐渐缓慢降低，在这种情况下，下列说法正确的是(　　) A．飞船受到的万有引力逐渐增大、线速度逐渐减小 B．飞船的向心加速度逐渐增大、周期逐渐减小、线速度和角速度都逐渐增大 C．飞船的动能、重力势能和机械能都逐渐减小 D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小 例：2007年11月5日，嫦娥一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球俘获，进入椭圆轨道 Ⅰ 绕月飞行，如图所示．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km、周期127 min的圆形轨道 Ⅲ 上绕月球做匀速圆周运动．若已知月球的半径R月和引力常量G，忽略地球对嫦娥一号的引力作用，则由上述条件(　　) A．可估算月球的质量 B．可估算月球表面附近的重力加速度 C．可知卫星沿轨道Ⅰ经过P点的速度小于沿轨道Ⅲ经过P点的速度 D．可知卫星沿轨道Ⅰ经过P点的加速度大于沿轨道Ⅱ经过P点的加速度 A、B分别为椭圆轨道的近地点和远地点，卫星在远地点B变轨后沿圆轨道Ⅱ运动，下列说法中正确的是 （ ） A.卫星沿轨道Ⅱ运动的周期大于沿轨道Ⅰ运动的周期 B.卫星在轨道Ⅱ上C点的速度大于在轨道Ⅰ上A点的速度 C.卫星在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能 D.卫星在轨道Ⅱ上C点的加速度大于在轨道Ⅰ上A点的加速度 类型4：卫星的追击问题： 例8：2005年12月11日，有着“送子女神”之称的小行星“婚