高考题中的“卫星题”选析

卫星(物体)绕天体匀速圆周运动，万有引力提供向心力，GMm/r^2=mu^2/r=mω^2r=m&;#183;(2Л/r)^2&;#183;r；由万有引力和牛顿第二定律，GMm/r&;amp;2=mα，知m所受引力产生的加速度α引=GM/r^2。上述关系多次应用于解高考题．成为高考的一个热点．本文将以高考题中的命题为例，作一归纳分析．     

天体运动中三个易混淆的模型

历年高三复习到天体运动这章内容时,学生总是分不清近地卫星、同步卫星以及在地球赤道上跟随地球一起自转的物体这三个不同模型的圆周运动参量间的关系。对于这里的一套公式,由GMmr2=ma=mvr2=mω2r=m4Tπ22r解得的一组结论a=GMr2,v=GrM,ω=GrM3,T=2πr3GM不知道什么时候可以用,什么时候不可以用;什么时候该用,什么时候不该用。其实,学生不能作出公式能不能选用的判断是因为没有理清万有引力、重力、向心力三者之间的关系。所以教师在进行这一知识点内容复习时,要讲清不同模型中,这三者之间的关系,只有掌握了三者之间的关系,学生才能正…     

求地球质量的四种方法

一、利用月球围绕地球运动求地球质量月球距地球3.84×108m,周期为27.3天,根据万有引力定律有GM1mr2=mr(2πT)2.整理得M1=4π2r3GT2.代入数据得M1=6.018×1024kg.二、利用人造地球卫星围绕地球运动求地球质量某卫星的周期为5.6×103s,轨道半径为6.8×103km,将有关数据代入M2=4π2r3GT2得M2=5.928×1024kg.三、利用赤道处的重力加速度求地球质量地球赤道处的重力加速度为9.780m/s2,其中地球半径R赤=6378km,周期T=24h=86400s.地球赤道处的物体所受的万有引力可分解为重力和向心力,于是有GM3mR2赤=mg赤+mR赤(2πT)2,即GM3R2赤=g赤+R赤…     

运用万有引力定律求解天体问题

<正>我在学习中发现涉及万有引力定律的习题大多以天体运动为核心,如运行速度、估算天体质量或平均密度、变轨问题等,解题的中心方法是"万有引力提供向心力"和常用的"黄金代换式"(GM=gR²)。1.赤道上的物体、近地卫星、同步卫星运行参量的比较问题近地卫星与赤道上物体的轨道半径相     

深度挖掘卫星变轨问题 高效完成万有引力复习

本文以卫星变轨模型作为题源,最大限度地挖掘题源潜在的知识点加以拓展、变形,提高复习效率.题源发射地球卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于A点,轨道2、3相切于B点（如图所示）,已知地球半径为R,表面重力加速度为g,轨道3的半径为r,试回答下列问题：问题1卫星在轨道1和轨道3上的速率v1和v3（下同）分别为多少？并比较大小.根据万有引力提供向心力Gm0m r2=mv2r,得v=Gm0槡r,发现v∝1槡r,而Rv3.将轨道半径分别代入v=Gm0槡r可得：v1=Gm0槡R,v3=Gm0槡r.将gR2=Gm0代入得v1=g槡R,v3=gR2槡r.     

问题与思考

1.人造地球卫星在高空沿近似于圆形的轨道运动时,会受到稀薄大气的摩擦。这摩擦对卫星的的速率有何影响? 2.假设地球质量卫均匀分布,试用简便方法求出质点仍在地球半径R以内距地心为r处与整个地球之间的万有引力。     

例谈天体质量的估算

估算是对事物的数量作大致的推算与估计,是一种粗略的计算,通过估算司把握和认识,下面与同学们一起探讨如何去估算天体的质量.一、两种基本方法1.借助绕行星体的轨道半径r和周期T估算行星绕太阳运动,卫星绕行星运动都可视为匀速圆周运动,其所需的向心是由万有引力提供,即GMm/r~2=m(2π/T)~2r,知道了行星或卫星的公转半径r和运行周期T即可求出中心天体的质量M,可表示为M=4π~2r~3/GT~2.2.借助绕行星体半径R和"重力加速度"g估算忽略星球的自转,星球表面上物体受到的"重力"可认为是星球对物体的万有引力,则有GMm/R~2=mg,知道了星球     

变轨三题(高一、高三)

卫星或飞船的变轨是在引力之外的外力,如阻力、发动机的推力等作用下,使运行速率发生变化,于是运动轨道发生改变(升高或降低)的过程.这是卫星或飞船的不稳定运行阶段,不能用公式分析速度变化和轨道变化的关     

人造卫星易混问题辨析

人造卫星是现代航天技术的结晶 ,它与科学研究、工农业生产、人类生活息息相关 .现行教材有关人造卫星的知识介绍很少 ,加之学生对人造卫星缺乏感性认识 ,致使学习时模糊、错误认识颇多 .教学中有必要注意澄清 .1　为什么人造卫星半径越大其机械能越大 ?人造卫星运行时 ,地球对卫星的万有引力提供向心力 .由Gm′mr2 =m v2r , (1 )可得v =Gm′r .显然 ,半径越大 ,线速度越小 ,卫星的动能越小 .为什么机械能反而越大呢 ?产生上述疑问的原因是学生尚未学习微积分 ,无法推导引力势能公式 .为使学生释疑 ,建议不经数学推导而直接介绍引力势能公…     

卫星线速度、周期、加速度的比较

<正>不少学生在学习天体运动时,遇到圆轨道和椭圆轨道上的线速度、周期、加速度比较问题时常会感到无从下手,不知道用什么公式去比较.主要原因是对卫星在轨道上运行时万有引力与向心力的关系不清,以及加速度与向心加速度分不清.现将相关内容整理如下:一、同心圆轨道上卫星线速度、周期、加速度的比较卫星绕中心天体做匀速圆周运动,轨道半径为r,根据万     

卫星在轨道上运行与变轨问题教学探析

在高中阶段,天体运动与圆周运动、机械能守恒联系比较密切,公式繁多关系复杂,致使很多学生对这部分内容的推导和理解比较吃力.本文就天体轨道运动和变轨道问题的教学谈谈我的体会,希望对学生学习有所帮助.一、卫星在轨道上运行卫星在圆轨道上运行的学习关键在于对轨道参数的理解和推导.卫星在圆轨道上运行由于仅受到万有引力而且做匀速圆周运动,故万有引力提供向心力,其运动参数只由     

利用相对角速度巧解2014年高考理综物理压轴题

题目.（2014年高考广西理综物理压轴题）已知地球的自转周期和半径分别为T和R,地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r（r〈h）的圆轨道在地球赤道的正上方运行,其运行方向与地球自转方向相同。求（1）卫星B做圆周运动的周期;（2）卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔（信号传输时间可忽略）。参考答案：设卫星B绕地心转动的周期为T′,根据万有引力定律和圆周运动规律有。     

卫星变轨中力的分析

卫星绕地球稳定运行时,万有引力提供了卫星做圆周运动的向心力,即卫星受到的万有引力和所需的向心力相等:GMmr2=mv2r。当因某种原因而使等式中的某一物理量发生变化时,卫星受到的万有引力和所需的向心力不再相等,卫星将偏离原轨道运动。当GMmr2>mv2r时,卫星做近心运动,其轨道半     

7.9km/s的物理意义

在学习“人造地球卫星”的有关知识时 ,涉及到卫星发射速度和卫星绕地球运行速度 ,弄清楚这两个速度的极限值 ,不仅有助于对人造地球卫星的发射、运行有一个较全面的认识 ,而且对于消除一些模糊观点 ,澄清一些错误认识有较大的帮助 .一、7.9km/ s是人造卫星最小的发射速度人类的卫星之梦 ,从伽利略最初的设想到2 0世纪中期前苏联第一次把人造卫星送上天空 ,历经了漫长的岁月 ,实质问题就是人们要克服地球的强大引力而把卫星送上太空 .我们知道 ,卫星在地球引力场中运动 ,系统机械能守恒 ,即E=Ek Ep=常量 .人造卫星在空中运动的轨道方程为…     

人造卫星变轨问题引发的争议与思考

卫星从某一稳定轨道转变到另一稳定轨道运动的过程,简称卫星变轨,这一过程通常出现在发射阶段和回收阶段或调整卫星姿态阶段。由于卫星跟科技、社会、生活密切联系,因而卫星问题成为考试的热点问题,但历次版本的教材对该问题叙述都极其有限,因而成为学习中的一大难题。一、争议的由来一道试题引起了广泛的争议。试题是这样的:俄罗斯和平号空间站的运动轨道可以近似看作圆轨道,在销毁过程之初,空间站运动轨道不断减小,此时空间站运动的线速度和周期如何变化?由万有引力定律和牛顿第二定律得:GMm/r2=m4π2r/T2,r变小,故T变小。争议的焦点集…     

用万有引力定律分析天体运动

近些年来,全国高考试卷中卫星类试题频频出现,已成为高考命题的热点之一,引起了广大物理教师高度重视.卫星类试题之所以多年来深受物理命题专家的青睐,是因为卫星类物理问题是物理基础知识与现代技术相结合,旨在考察学生分析能力、思维能力,建立正确的物理模型及知识迁移的能力. 处理这一类问题的基本方法是把天体的运动近似看成匀速圆周运动,其所需向心力都是来自万有引力.根据公式F向=mυ2/r可列出下     

重力与万有引力关系的应用

在应用万有引力定律解题时,由于经常要用到公式GM=gr2,因而此式被称为"黄金代换公式".它是在万有引力等于重力时推导出来的,即由mg=GMm/r2得出GM=gr2(r为物体距地心的距离).那么,都在哪些情况下万有引力可以看做等于重力?什么情况下可以使用"黄金代换公式"来解题呢?下面就这个问题进行详细的分析.     

椭圆轨道上的卫星(高一)

关于卫星运行轨道,教材中有如下说明:如果人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于11.2km/s,它绕地球运动的轨迹就不是圆形,而是椭圆.这是为什么呢?人造地球卫星做椭圆运动时,线速度有什么特点?如图1,卫星从近地点A经M到远地点B的过程中离地球越来越远,后又从B经N到A的过程中离地球越来越近,是什么原因使卫星产生这种运动?卫星在整个椭圆运动过程中遵循什么规律?     

天体运行中的速度和加速度

在公式繁多、变量之间关系复杂的天体运行及卫星运动问题中,速度和加速度是两个起决定作用的物理量,它们对解决与万有引力相关的运动学和动力学问题至关重要。一、天体运行中的速度1三个宇宙速度第一宇宙速度7.9km/s既是人造天体发射时不落回地面的最小速度,又是环绕地球圆轨道运行卫星的最大速度,以这一速度沿地球表面运行卫星的最小周期接近85min,这里的7.9km/s指的是卫星对地心的速度。例1在赤道上发射两颗质量相等,沿赤道正上方圆形近地轨道绕地球做匀速圆周运动的     

卫星“太阳同步轨道”“地球同步轨道“地球静止轨道”的比较与说明

随着航空航天技术的飞速发展 ,有关航天方面的信息也为寻常百姓所称道 ,高中物理教学中更是将这方面作为书本知识走出课堂、走入生产实际 ,联系科学、技术、社会的一个重要窗口 .由此 ,学生在学习中也就特别关注这方面的知识 ,但教材及许多辅导资料中对卫星等航天器绕地球运行轨道的解释都有歧义 ,给学生学习知识造成了混乱 ,笔者认为在教学中有必要澄清 ,为此 ,谈谈有关卫星轨道的一些比较与说明 .一、教材及辅导资料中一些不到位或解释不准确的概念1.将卫星的“地球同步轨道”与“地球静止轨道”混为一谈人教社 1997年版高中《物理》第三…