对天体运动中如何建立等式的思考 东台市唐洋中学 张冬林由于航天技术、人造地球卫星属于现代科技发展的重要领域,所以从近几年高考考点分布可以看出,万有引力定律在天体运动中的应用是高考的热点
万有引力定律是力学中的一个相对独立的基本规律,又具有普遍性,研究物体受万有引力作用下的运动情况,它是牛顿第二定律在曲线运动中的综合应用
处理方法是把天体的运动看成是匀速圆周运动,根据其所需的向心力由合力提供来建立等式
(2006 年江苏)如图 2-8 所示,A 是地球的同步卫星
另一卫星 B 的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为 h
已知地球半径为 R,地球自转角速度为 ω0,地球表面的重力加速度为 g,O 为地球中心
(1)求卫星 B 的运行周期
(2)如卫星 B 绕行方向与地球自转方向相同,某时刻 A、B 两卫星相距最近(O、B、A 在同一直线上),则至少经过多长时间,他们再一次相距最近
解析:(1)由万有引力定律和向心力公式得 ………………………① ………………………………………………② 联立①②得 ………………………………………③ (2)由题意得 ………………………………………④ 由③得 ………………………………………………⑤ 代入④得用心 爱心 专心 115 号编辑答案:,
思考:从研究高考的题目来看,考察万有引力定律及其应用的试题,或围绕周期做文章;或围绕轨道半径、运动高度动心思;或估算天体质量 M、密度等等
但不管试题怎样设计,几乎所有涉及万有引力的应用习题都是对下面几个关系的考查
设 R 为地球半径,M 为地球质量 ,m 为卫星的质量,h 为卫星到地球的高度,则有:①;②;③④⑤⑥ 解题时,要根据题设条件和求解情况选列出相关方程
(2006 年广东)宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用
已观测到稳定的三星系