天体运动知识点

天体运动基本知识—诚志教育 人造地球卫星：在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗人造地球卫星，简称人造卫星。  (1)人造卫星按运行轨道可分为低轨道卫星、中轨道卫星、高轨道卫星，以及地球同步轨道卫星、极地轨道卫星等。  (2)按用途人造卫星可分为三大类：科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。 考试应用重点 人造地球卫星：1、若已知人造卫星绕地心做匀速率圆周运动的轨道半径为r，地球的质量为M，各物理量与轨道半径的关系：  ①由得卫星运行的向心加速度为：；  ②由得卫星运行的线速度为：；  ③由得卫星运行的角速度为：；  ④由得卫星运行的周期为：；  ⑤由得卫星运行的动能：；  即随着运行的轨道半径的逐渐增大，向心加速度a、线速度v、角速度ω、动能Ek将逐渐减小，周期T将逐渐增大。  2、用万有引力定律求卫星的高度：  通过观测卫星的周期T和行星面的重力加速度g及行星的半径R可以求出卫星的高度。 ②特别需要指出的是，静止在地球表面上的物体，尽管地球对物体的重量也为mg，尽管物体随地球自转也一起转，绕地轴做匀速率圆周运动，且运行周期等于地球自转周期，与近地卫星、同步卫星有相似之处，但它的轨道平面不一定通过地心，如图所示。只有当纬度θ=0°，即物体在赤道上时，轨道平面才能过地心.地球对物体的引力F的一个分力是使物体做匀速率圆周运动所需的向心力f=mω2r，另一个分力才是物体的重量mg，即引力F不等于物体的重量mg，只有当r=0时，即物体在两极处，由于f=mω2r=0，F才等于mg。 ③赤道上随地球自转而做圆周运动的物体与近地卫星的区别： A、赤道上物体受的万有引力只有一小部分充当向心力，另一部分作为重力使得物体紧压地面，而近地卫星的引力全部充当向心力，卫星已脱离地球； B、赤道上（地球上）的物体与地球保持相对静止，而近地卫星相对于地球而言处于高速旋转状态。  3、卫星变轨问题  卫星由低轨道运动到高轨道，要加速，加速后作离心运动，势能增大，动能减少，到高轨道作圆周运动时速度小于低轨道上的速度。  万有引力定律的其他应用： 万有引力定律：（G=6.67×10-11 N·m2/kg2），万有引力定律在天文学中的应用： 1、计算天体的质量和密度； 2、人造地球卫星、地球同步卫星、近地卫星； 3、发现未知天体； 4、分析重力加速度g随离地面高度h的变化情况； ①物体的重力随地面高度h的变化情况：物体的重力近似地球对物体的吸引力，即近似等于，可见物体的重力随h的增大而减小，由G=mg得g随h的增大而减小。 ②在地球表面（忽略地球自转影响）：（g为地球表面重力加速度，r为地球半径）。 ③当物体位于地面以下时，所受重力也比地面要小，物体越接近地心，重力越小，物体在地心时，其重力为零。 5、黄金代换公式：GM=gR2。