运用万有引力定律处理卫星问题的通式及思考

高中学生在学完万有引力定律这一章内容之后,普遍感觉知识点多、公式多、运算繁杂,但我们总结出一串公式,认真理解后,运用它可以处理本章大部分的题目,无论学生还是教师都将受益非浅.     

用万有引力定律分析天体及卫星的运行

本文是把天体的运动处理成匀速圆周运动,天体运动所需的向心力由万有引力提供。据此,用万有引力定律来分析天体及卫星的运行,并剖析和讨论此内容在高考中的主要考点及学生在这些考点中容易出错的地方,归纳总结,让学生对这部分知识的掌握更熟练、更牢固。     

第一个“称量地球”的卡文迪许

英国人卡迪许（1731-1810）是有史以来最伟大的实验科学家之一。他在力学、热学、电学、化学等领域都有划时代的贡献。100多年前，卡迪许就用自己设计的扭秤做实验——后人称为名的卡迪许实验，证实了万有引力定律，推算了地球的平均密度是水的密度的5．481倍（现在的数值是5．517）。并确定了万有引力常数，计算出了地球的质量。后人称他是第一个“称量地球的人”。     

地球自转加速后……

赤道上的物体受到的万有引力F万等于重力mg和随地球自转所需的向心力mRwo2之和,即F万=mg＋mRwo2．     

用万有引力定律解卫星运动题的思路

把卫星环绕天体运动看成匀速圆周运动，卫星受到的万有引力全部用于提供卫星运动所需的向心力。     

由一道物理习题引发的思考

1习题处理笔者在高三复习万有引力定律的过程中和学生一起探究了一道习题：例题如图1所示,人造卫星绕地球做椭圆运动,地球的中心O是椭圆的一个焦点,已知卫星近地点和远地点到地球中心O的距离分别为a和b,求卫星在近地点和远地点时的速度之比（va）/（vb）.     

同步轨道卫星相对地球是否一定静止

据新华社西昌4月10日电:2011年4月10日4时47分,我国在西昌卫星发射中心用"长征三号甲"运载火箭,成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道.这是一颗倾斜地球同步轨道卫星.这次发射是本年北斗导航系统组网卫星的第一次发射,也是我国"十二五"期间     

在大气阻力作用下“卫星-地球”系统的负热容现象——由一道高考题所引起的思考

2005年江苏物理高考第5题:某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆.由于阻力作用,人造卫星到地心的距离从r_1慢慢变到r_2,用E_(k1),E_(k2)分别表示卫星在这两个轨道上的动能,则( ) A.r_1r_2 E_(k1)E_(k2) D.r_1>r_2 E_(k1)>E_(k2) 解析假设轨道半径不变,卫星受大气阻力作用使线速度减小,因而需要的向心力减小,而提供的向心力(万有引力没变)大于需要的向心力,所以卫星将     

论地球资源卫星在地震灾害检测的应用

地球资源卫星是勘测和研究地球自然资源的人造地球卫星.通过卫星上的多光谱设备等得到各类资源的特征、分布情况,为研究地球资源提供卫星信息.在现代地震灾害监测中,地球资源卫星能够及时获取灾区的震后情况,为组织地震灾区的救灾工作提供详实、准确的信息.本文就地球资源卫星在地震灾害监测中的应用奠定基础.     

卫星的顺行或逆行、地球自转和卫星发射

本文将对人造地球卫星的顺行和逆行以及地球自转对卫星发射的影响这两个问题作一些具体的描述,并对容易引起误解的相关说法予以澄清。1 关于顺行轨道和逆行轨道的定义和特点 用轨道倾角即卫星轨道平面与地球赤道平面之间的夹角小于或大于90°来分别定义顺行轨道和逆行轨     

抓细节扫疑点

在学习万有引力定律的时候,有许多细节,许多疑点,学习者应该努力扫除．1关于卫星发射的方向和发射地点的维度问题卫星的发射都要向着东方,这是因为卫星随同地球自转,有一个和地球自转相同的速度,这个速度方向是朝东的,在发射卫星的时候就要“巧借东风”,     

深刻理解 灵活运用——对卫星运动的六点思考

随着时代的飞速发展 ,各类卫星、轨道空间站及空间探测器已成为人类探索宇宙奥秘不可缺少的工具 .通过它们 ,人类可以高效地认识地球 ,保护地球环境 ,开发太空资源 .卫星运动类习题将万有引力定律与圆周运动这两个中学物理中极为重要的知识天然地结合在一起 ,历年来 ,深受广大命题者的青睐 .但多数学生对该部分内容掌握并不理想 .主要问题有 :①对卫星运动的物理过程 ,力与运动各量间的关系 ,能量转化等认识不透彻 .②对关键公式或关系式的内涵理解不透 ,存在死套、乱套公式的现象 .本文从以下六个方面作些思考分析 ,望能对读者有所助益 .一…     

“卫星”的五大运动模型

正万有引力定律的应用与天体的匀速圆周运动问题密切相关,因而形成了《万有引力定律》应用的五大运动模型.这是近年来高考考查的热点问题.把握住五大运动模型的运动学和动力学特征,找出它们的区别和联系,是解答五大运动模型题的关键所在.现以地球的卫星为例,简述五大运动模型.模型1赤道上随地球一起自传的物体地球赤道上放置的一切物体,均以地球自转的角速度(或周期、频率、转速)随地球一起做匀速圆周运动.其做圆周运动的向心力由万有引力和地面的支持力的合力提供.以卫星放在赤道上为例,     

谈谈牛顿关于地球卫星原理的草图

按照牛顿的引力理论，天体运动和地面运动之间并无根本差别，也没有不可渡过的界限，牛顿用草图描绘了高山顶上水平发射的炮弹的运动情况（见图１），只要炮弹水平初速度足够大，炮弹就能绕地球运动，成为地球卫星．抛体运动与地球卫星之间的差别只不过是初速度不同． 草图上画出了抛射作的几条轨迹Ｖ—Ｄ、Ｖ—Ｅ、Ｖ—Ｆ、Ｖ—Ｇ，表示抛出速度越大，落地点越远．为什么没有画出Ｖ—Ｂ、Ｖ—Ａ轨道？当炮弹的抛射速度足够大，有没有可能落到地球的另一侧，如Ａ点，Ｂ点？这是学生常会提出的问题． 为此有必要研究Ｖ点发出的炮弹轨迹随初速…     

地球自转效应引发的思考

从动力学的角度分析了汽车南北行驶时地球系统能量的变化,得出系统能量的增加完全是引力做功引起的。     

卫星运动的几个常见问题

近地卫星指环绕地球表面附近做匀速圆周运动的航天器,由于距地面的高度远小于地球半径,因此,在近似计算中总是把其运行轨道半径计为地球半径：赤道上的物体随地球自转的圆周运动半径等于地球半径,这就引起了对上述两类运动认识上的混淆。虽然它们都是半径近似等于或等于地球半径的圆周运动,但它们本质上的区别是向心力的提供来源,近地卫星的向心力由地球对卫星的万有引力提供．     

卫星问题中几个疑难问题的解析

卫星问题是近几年高考的热点,属于高考必考内容．卫星的运动涉及的知识比较多,有万有引力定律、匀速圆周运动的规律、牛顿运动定律等．解决这类问题,一是注意基本方法;二是要从理论上明白卫星运动过程．这里具体说明下面两方面问题的理解及应用．     

地球表面赤道附近的物体与绕地面运行的卫星一样吗？

2000年春季高考物理试题中有这样一道题:地核的体积约为整个地球体积的16％,地核的质量约为整个地球质量的43％,经估算,地核的平均密度为____kg/m~3。(结果保留2位有效数字) 不少学生是这样做的:他们根据密度公式,设地球质量为M,地球的半径为R,则地核的密度     

地球同步卫星及变轨问题微探

地球同步卫星即通信与广播卫星,主要用作空间无线电中继站。这种卫星一般采用地球同步轨道（相对于地面总是静止的）,这样,地面用户可以省掉复杂的跟踪设备,只需要简单的定点指向天线,从而便于普及卫星通讯与广播业务。地球同步卫星具有如下特点。