天體運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

　　教學(xué)目標(biāo)： 1．深入理解萬有引力定律，利用萬有引力定律解決問題。

　　2．衛(wèi)星飛船在進(jìn)行變軌各相關(guān)物理參量變化。

　　3.  對嫦娥一號(hào)相關(guān)物理問題進(jìn)分析。

　　重點(diǎn)：應(yīng)用萬有引力定律和牛頓第二定律解決天體運(yùn)動(dòng)問題；

　　難點(diǎn)：1．衛(wèi)星飛船變軌和對接。

　　一、考綱解讀

　　1．考綱要求：萬有引力定律的應(yīng)用、人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)（限于圓軌道）、動(dòng)量知識(shí)和機(jī)械能知識(shí)的應(yīng)用（包括碰撞、反沖、火箭）都是Ⅱ類要求；航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行、宇宙速度屬Ⅰ類要求。

　　二、命題趨勢

　　萬有引力定律與天體問題是歷年高考必考內(nèi)容�？疾樾问蕉嘁赃x擇、計(jì)算等題型出現(xiàn)。本部分內(nèi)容常以天體問題（如雙星、黑洞、恒星的演化等）或人類航天（如衛(wèi)星發(fā)射、空間站、探測器登陸、結(jié)合“嫦娥一號(hào)”等）為背景，考查向心力、萬有引力、圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)。這類以天體運(yùn)動(dòng)為背景的題目，是近幾年高考命題的熱點(diǎn)，特別是近年來我們國家在航天方面的迅猛發(fā)展，更會(huì)出現(xiàn)各類天體運(yùn)動(dòng)方面的題。

　　三、3．思路及方法：

　　(1).基本方法：把天體運(yùn)動(dòng)近似看作圓周運(yùn)動(dòng)，它所需要的向心力由萬有引力提供，

　　即：Ｇ ＝ｍω２ｒ＝ｍ

　　(2).估算天體的質(zhì)量和密度

　　由G ＝ｍ 得：Ｍ＝ ．即只要測出環(huán)繞星體M運(yùn)轉(zhuǎn)的一顆衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑和周期，就可以計(jì)算出中心天體的質(zhì)量.

　　由ρ＝ ，Ｖ＝ πＲ３得：      ρ＝ ．R為中心天體的星體半徑

　　特殊:當(dāng)ｒ＝Ｒ時(shí)，即衛(wèi)星繞天體M表面運(yùn)行時(shí)，ρ＝ (2003年高考)，由此可以測量天體的密度.

　　(3)行星表面重力加速度、軌道重力加速度問題

　　表面重力加速度g0,由  得：

　　軌道重力加速度g，由  得：

　　(４)衛(wèi)星的`繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系

　　(1)由Ｇ 得:ｖ＝ ．    即軌道半徑越大，繞行速度越小

　　(2)由Ｇ ＝ｍω２ｒ得：ω＝       即軌道半徑越大，繞行角速度越小

　　(3)由 得：    即軌道半徑越大，繞行周期越大.

　　(５)地球同步衛(wèi)星

　　所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它的周期T＝24h．要使衛(wèi)星同步，同步衛(wèi)星只能位于赤道正上方某一確定高度h．

　　由:   Ｇ （Ｒ＋ｈ）  得：

　　=3.6×104ｋｍ=5.6Ｒ  Ｒ表示地球半徑

　�。�6）1、開普勒第一定律（又叫橢圓軌道定律）。

　　所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。注意：不同行星的橢圓軌道的半長軸是不同的。

　　2、開普勒第二定律（又叫面積定律）。

　　太陽和行星的邊線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積，即角動(dòng)量守恒。

　　說明：行星近日點(diǎn)的速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率。

　　3、開普勒第三定律（又叫周期定律）。

　　所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。