簡介:中國航天項(xiàng)目合作方案,0904,目錄,項(xiàng)目一航天搭載項(xiàng)目二建設(shè)航天高科技應(yīng)用農(nóng)業(yè)示范基地項(xiàng)目三航天展項(xiàng)目四航天互動活動項(xiàng)目五“中國航天”榮譽(yù)稱號項(xiàng)目六航天科研技術(shù)合作,概述,相信我們每一個人,小時候都會望著浩瀚的星空出神,我們幼小的心靈里,裝滿了數(shù)不盡的奇思妙想天上都有什么東西宇宙真的是無邊無際的嗎其他星球上,是不是也住著跟我們一樣的外星人我們可以穿越太空,到另外的星球上去嗎也許我們對未知事物的探求,都發(fā)端于對天空的好奇。茫茫夜空,總能輕易吸引我們關(guān)注的目光。實(shí)際上,并不只有我們現(xiàn)代人熱愛太空,我們的先祖,早在數(shù)百年、乃至一兩千年前,就開始了對太空的探索。中國自古就有嫦娥奔月、牛郎織女的美麗神話;敦煌莫高窟的飛天壁畫,印證了中華民族對太空遨游的渴望;而明朝官員萬戶在坐椅上捆綁火箭的大膽行為,更是為人類的飛天夢想增添了悲壯的色彩。在國外,從哥白尼創(chuàng)立“日心說”,到加利略用望遠(yuǎn)鏡觀察夜空,從人造地球衛(wèi)星的升空,到航天員在太空行走,從“阿波羅”11號飛船登陸月球,到火星探測器搜尋太空生命,人類探索宇宙的腳步,就從來沒有停歇過。,黑格爾說“一個民族有一些關(guān)注天空的人,他們才有希望;一個民族只關(guān)心腳下的事情,那是沒有未來的?!敝袊粋€第三世界國家,開始問鼎載人航天,吸引了全球所有的眼睛,中華民族歷來對神秘莫測的太空有著強(qiáng)烈的好奇心。實(shí)現(xiàn)載人航天是中華兒女千年的夢想,為了這個夢想,中國航天人付出了幾代人的汗水和心血。她是一部感天動地的史詩,她是一首可歌可泣的英雄贊歌。當(dāng)蘑菇云升起;當(dāng)遙遠(yuǎn)的太空響起了東方紅;當(dāng)神箭飛向浩瀚的太平洋;當(dāng)我們擁有了自己的通信衛(wèi)星;當(dāng)太空傳來?xiàng)盍サ膯柡颍袊鴼g騰了,全國各族人民歡騰了,世界華人歡騰了,那一時、那一刻,是什么把我們凝聚在一起是中國航天中國航天一百多次的火箭的成功發(fā)射,運(yùn)載各種衛(wèi)星進(jìn)入軌道工作,從神舟一號到神舟四號,從楊立偉乘坐神舟五號勝利凱旋到翟志剛身穿中國研制的“飛天”宇航服成功出艙,中華兒女漫步太空已完美圓夢。,航天的發(fā)展,偉大的時代孕育知名的企業(yè),知名的企業(yè)彰顯偉大的時代神舟七號的成功發(fā)射與回收,身著我國研制的“飛天”艙外宇航服的翟志剛成功實(shí)現(xiàn)了中國歷史上的第一次出艙活動,標(biāo)志著中國已經(jīng)掌握了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的載人航天技術(shù),實(shí)現(xiàn)了航天事業(yè)的跨越式發(fā)展。目前,我國將繼續(xù)選拔五名左右的航天員,2010年至1012年底,我國將發(fā)射“天宮一號”、“神舟八號”、“神舟九號”和“神舟十號”,這究竟是個怎樣的未來航天科技會給我們的生活帶來什么無疑將吸引中華民族乃至整個世界的目光。對于營銷來說,一個千載難逢的機(jī)會從天而降,這是自古至今一個壟斷性資源,誰占有了它,誰就擁有了制高點(diǎn)。因?yàn)橹袊教炀哂袠O大的商業(yè)價值,航天質(zhì)量、航天標(biāo)準(zhǔn)是對企業(yè)和產(chǎn)品的最好的認(rèn)可,是提高企業(yè)形象、品牌知名度的捷徑。,在中國眾多的名牌產(chǎn)品當(dāng)中,中國載人飛船“神舟”及其運(yùn)載火箭“神箭”是中國走向世界的第一個“世界名牌”,“中國航天”是由上萬億人民幣,凝聚了幾代人心血,花費(fèi)了幾十年工夫打造的“世界名牌”,它與其他技術(shù)和品牌一樣,也具有極大的商業(yè)價值,中國航天技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)崛起,我們的資源,我們以中國人民解放軍總裝備部、中國航天科技集團(tuán)、國家航天局、中國空間技術(shù)研究院、中國航天員科研訓(xùn)練中心、中國航天基金會等單位為依托,具有專業(yè)從事航天商業(yè)活動運(yùn)做能力。,我們的成功案例,自2005年3月以來,我們通過返回式航天器(返回式衛(wèi)星和載人飛船)為各地農(nóng)業(yè)科學(xué)院、科研院所、學(xué)校、企業(yè)等搭載上百種植物種子、生物菌種、品牌商標(biāo)及各種產(chǎn)品,廈門水產(chǎn)研究所、大連種子管理站、“三棵樹”健康漆等單位和企業(yè)均取得了各種科研成果和可觀的效益。2007年8月我們在福建順昌等地為當(dāng)?shù)卣I備、審批及建設(shè)了“中國(順昌)航天高科技農(nóng)業(yè)示范基地”;2007年和2008年分別在深圳、武漢、桂林等地策劃、實(shí)施及舉辦了“感動中華”航天展;神舟五號、神舟六號和神舟七號發(fā)射前,分別為波絲登、創(chuàng)維、華旗資訊(愛國者)、“三棵樹”健康漆等公司在航天城、梅地亞中心、人民大會堂等地開新聞發(fā)布會,舉辦航天互動活動等。,項(xiàng)目一航天搭載,航天搭載即通過返回式航天器(人造衛(wèi)星或載人宇宙飛船),把物品搭載到太空遨游一定時間,然后在返回地球進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)或宣傳。分為兩個部分,一個是科學(xué)實(shí)驗(yàn)搭載;一個是品牌形象搭載。科學(xué)實(shí)驗(yàn)搭載就是大部分人們所說的“航天育種”又稱“太空育種”。“航天育種”是宇宙生命科學(xué)延伸出的一門新的科學(xué)航天誘變育種技術(shù)簡稱航天育種,在海內(nèi)外倍受各國關(guān)注,且撥巨款扶持。它是利用衛(wèi)星,飛船等返回式航天器將農(nóng)作物種子或生物菌種帶到太空,利用空間特殊的環(huán)境(空間宇宙射線、微重力、高真空、重粒子、交變磁場等因素),對植物、農(nóng)作物種子生物菌種的誘變作用來產(chǎn)生變異,這一技術(shù)的突出點(diǎn)是有益突變多,變異幅度大,穩(wěn)定性強(qiáng),是培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、新品種和新種質(zhì)資源的新途徑。,品牌形象(商標(biāo))及產(chǎn)品的搭載可以直接跟中國航天事件接軌,中國航天品牌具有極大的商業(yè)價值;航天質(zhì)量、航天標(biāo)準(zhǔn)是對企業(yè)和產(chǎn)品的最好的認(rèn)可;航天搭載的商業(yè)價值非常高,并且能為搭載品牌取得良好的社會信譽(yù),同時通過搭載項(xiàng)目提高品牌的知名度,是提高企業(yè)形象、品牌的捷徑(具體資料見搭載通知)。,項(xiàng)目二建設(shè)航天高科技應(yīng)用農(nóng)業(yè)(或工業(yè))示范基地,航天高科技應(yīng)用農(nóng)業(yè)示范基地是根據(jù)中國科協(xié)發(fā)學(xué)字〔2002〕162號文件精神,經(jīng)過中國航天相關(guān)部門的授權(quán)批準(zhǔn),由我們組織管理的建設(shè)項(xiàng)目。其主要任務(wù)是面向全國、協(xié)助各級政府推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和航天育種工作,更好地為農(nóng)業(yè)、農(nóng)村和農(nóng)民服務(wù)(具體見詳細(xì)資料)。,航天高科技應(yīng)用農(nóng)業(yè)示范基地授牌與證書,項(xiàng)目三航天展,1)性質(zhì)航天展覽是最直接、最生動的動態(tài)科普活動和愛國主義教育活動。是在中國科協(xié)、中央文明辦、中國航天相關(guān)部門、中國人民解放軍總裝備部的大力支持下,由我們組織地方政府相關(guān)部門或企業(yè),舉辦的大型航天互動活動。2)目的配合全民科學(xué)素質(zhì)教育,為廣大青少年提供近距離接觸航天高科技的機(jī)會;通過展出的航天搭載過得物品和我國自行研制的火箭、衛(wèi)星、飛船及相關(guān)物品(比如宇航服、降落傘等)展示我國航天事業(yè)成就和綜合國力,進(jìn)行國防教育,激發(fā)民族自信心和凝聚力;通過航天展覽,引導(dǎo)企業(yè)界與航天事業(yè)互動,促進(jìn)航天科技成果盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,促進(jìn)民用航天產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。,3)意義借助“中國航天”的影響力,提高舉辦地的城市形象,促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展;利用“中國航天”的品牌效應(yīng),提高承辦、協(xié)辦及贊助單位或企業(yè)的知名度,為企業(yè)帶來附加的經(jīng)濟(jì)效益(詳細(xì)情況見展覽會刊及實(shí)施方案)。,項(xiàng)目四航天互動活動,航天互動活動的范圍比較廣泛,去發(fā)射基地旅游、看發(fā)射、航天夏令營等都是航天相關(guān)的活動。但是對于企業(yè)來說,最實(shí)惠的活動就是在航天城舉辦捐贈儀式等活動,直接跟航天員訓(xùn)練中心互動(航天員沒有任務(wù)時,可以出席)。企業(yè)通過為中國航天的航天員訓(xùn)練中心系統(tǒng)捐助物資取得榮譽(yù),做報(bào)告、交接、合影等(活動內(nèi)容可根據(jù)企業(yè)需要協(xié)商)。,項(xiàng)目五“中國航天”榮譽(yù)稱號,此活動稱號適用與所有依照國家有關(guān)法律在我國境內(nèi)外注冊設(shè)立的、愿意向中國航天事業(yè)提供贊助的企事業(yè)單位(以下統(tǒng)稱“單位”)。冠名的單位和產(chǎn)品應(yīng)具有以下條件1)、冠名贊助單位有與中國航天事業(yè)合作的愿望,愿為中國航天事業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn);2)、為維護(hù)中國航天事業(yè)的形象和聲譽(yù),冠名贊助單位必須擁有中國名牌或中國馳名商標(biāo),在同行業(yè)中有誠信、形象好、實(shí)力強(qiáng)、產(chǎn)品技術(shù)含量高且企業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ螅?)、冠名贊助單位能夠自覺遵守國家有關(guān)法律法規(guī),且近三年有良好的發(fā)展業(yè)績和資信記錄;,4)、冠名贊助單位的冠名產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),能滿足航天領(lǐng)域使用的需要;5)、申請冠名的產(chǎn)品必須經(jīng)過中國航天有關(guān)部門對其用途和適用領(lǐng)域進(jìn)行核定;6)、申請冠名的產(chǎn)品必須經(jīng)由中國航天認(rèn)可的有關(guān)質(zhì)檢部門進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),在符合國家相關(guān)行業(yè)和中國航天使用標(biāo)準(zhǔn)的情況下,才能對其產(chǎn)品給予相應(yīng)冠名。,冠名贊助單位和產(chǎn)品可使用的稱號及用語1)、經(jīng)對冠名贊助單位綜合評定合格,贊助單位可以獲得“中國航天事業(yè)合作伙伴”、“中國航天事業(yè)贊助商”或“中國航天事業(yè)支持商”稱號之一或全部稱號;2)、根據(jù)冠名贊助單位產(chǎn)品的類別、性能、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍,批準(zhǔn)冠名贊助單位在其生產(chǎn)的產(chǎn)品類別中選擇合適的產(chǎn)品,分別使用“中國航天專用產(chǎn)品”、“中國航天選用產(chǎn)品”和“中國神舟專用產(chǎn)品”、“中國神舟選用產(chǎn)品”等冠名用語(具體內(nèi)容見冠名實(shí)施細(xì)則)。,項(xiàng)目六航天科研技術(shù)合作,科研技術(shù)合作即跟中國航天員科研訓(xùn)練中心聯(lián)合生產(chǎn)某一產(chǎn)品,目的是把中國的航天技術(shù)應(yīng)用的傳統(tǒng)的產(chǎn)品生產(chǎn)過程中,提升產(chǎn)品的品牌知名度及產(chǎn)品的質(zhì)量.此合作需要企業(yè)有良好的社會信譽(yù),且三年內(nèi)有良好的發(fā)展業(yè)績,企業(yè)提出申請后,航天的相關(guān)部門會派相關(guān)工作人員對企業(yè)進(jìn)行考察,合格后方能進(jìn)行合作.合作單位可以得到產(chǎn)品由中國航天員訓(xùn)練中心監(jiān)制或聯(lián)合出品等榮譽(yù)稱號(具體合作根據(jù)企業(yè)的需要協(xié)商),在合作的操作過程中,此合作可以跟項(xiàng)目四(舉辦航天相關(guān)互動活動).,項(xiàng)目負(fù)責(zé)人尚慶國138112751221300120600001088587257,THANKYOU,
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簡介:考點(diǎn)1天體的運(yùn)動開普勒行星運(yùn)動規(guī)律,學(xué)案4萬有引力與航天,1開普勒第一定律說明了不同行星繞太陽運(yùn)動時的橢圓軌道是不同的。2開普勒第二定律說明行星在近日點(diǎn)的速率大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率,從近日點(diǎn)向遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)動時速度變小,從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動時速率變大。3開普勒第三定律1表達(dá)式A3/T2K,其中A是橢圓軌道的半長軸,T為公轉(zhuǎn)周期,K是與太陽質(zhì)量有關(guān)而與行星無關(guān)的常量。2由于行星的橢圓軌道都跟圓近似,在近似的計(jì)算中,可以認(rèn)為行星都以太陽為圓心做勻速圓周運(yùn)動,在這種情況下,若用R代表軌道半徑,T代表周期,開普勒第三定律可以寫成R3/T2K。3開普勒定律不僅適用于行星,也適用于衛(wèi)星,只不過此時A3/T2K′,比值K′是由行星的質(zhì)量所決定的另一常量,與衛(wèi)星無關(guān)。例如地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時的常數(shù)K1與月亮繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時的常數(shù)K2是不同的。,4/3/2024,典例一,開普勒定律的應(yīng)用,【例1】理論證明開普勒第三定律不僅適用于行星繞太陽的運(yùn)動,而且也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動,只不過此時A3/T2K′中的常量K′與行星繞太陽運(yùn)動中的常量K不一樣。已知月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的半徑為地球半徑的60倍,運(yùn)行周期為27天,應(yīng)用開普勒第三定律計(jì)算,在地球赤道上空多高處的衛(wèi)星可以隨地球一起轉(zhuǎn)動,就像是留在天空中不動一樣。已知地球半徑為64103KM,本題所述的衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星,利用萬有引力定律和衛(wèi)星運(yùn)動知識,同樣可以求出。同學(xué)們可以一試。,【解析】設(shè)月球和人造地球衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的周期分別為T1、T2,軌道半徑分別為R1、R2,由開普勒第三定律可得R13/R23T12/T22,所以R2T2/T12/3R1,R21/272/360R地≈427104KM,衛(wèi)星在地球軌道上方的高度HR2R地363104KM。,【答案】363104KM,4/3/2024,1,地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓,但彗星的運(yùn)動軌道則是一個非常扁的橢圓。天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在1682年跟蹤過一顆彗星,他算出這顆彗星軌道的半長軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍如圖所示,并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時間就會出現(xiàn),哈雷的預(yù)言得到證實(shí),該彗星被命名為哈雷彗星,哈雷彗星最近出現(xiàn)的時間是1986年,請你估算,它下次飛近地球是哪一年,【答案】2062年,1當(dāng)物體在赤道上時,F(xiàn),MG,F(xiàn)向三力同向,此時F向達(dá)到最大值F向MAXMR?2,重力加速度達(dá)到最小值GMINFF向/MGM/R2R?2。2當(dāng)物體在兩極的極點(diǎn)時,F(xiàn)向0,F(xiàn)MG,此時重力等于萬有引力,重力加速度達(dá)到最大值,此最大值為GMAXGM/R2因地球自轉(zhuǎn)角速度很小,GMM/R2MR?2,所以在一般情況下進(jìn)行計(jì)算時認(rèn)為MGGMM/R2。,考點(diǎn)2萬有引力定律,一、重力和萬有引力的關(guān)系在地球表面上的物體所受的萬有引力F可以分解成物體所受的重力MG和隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運(yùn)動的向心力F向,如圖所示。其中FGMM/R2,而F向MR?2。,二、求星球表面和某高度處的重力加速度1求星球表面的重力加速度在星球表面處萬有引力等于或近似等于重力,則GMM/R2MG,所以GGM/R2R為星球半徑,M為星球質(zhì)量。由此推得兩個不同天體表面重力加速度的關(guān)系為G1/G2R22/R12M1/M2。2求某高度處的重力加速度若設(shè)離星球表面高H處的重力加速度為GH,則GMM/RH2MGH,所以GHGM/RH2,可見隨高度的增加重力加速度逐漸減小。由以上推得星球表面和某高度處的重力加速度關(guān)系為GH/GR2/RH2。,萬有引力的特點(diǎn)1普遍性任何客觀存在的物體間都存在著相互作用的吸引力,即“萬有引力”。2相互性兩物體間的萬有引力是一對作用力和反作用力,它們的大小相等、方向相反,分別作用在兩個物體上。3宏觀性在通常情況下,萬有引力非常小,只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與天體附近的物體間,它的存在才有實(shí)際的物理意義,故在分析地球表面的物體受力時,不考慮地面物體間的萬有引力,只考慮地球?qū)Φ孛嫖矬w的萬有引力。,4/3/2024,典例二,萬有引力定律的應(yīng)用,【例2】在討論地球潮汐成因時,地球繞太陽運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道。已知太陽質(zhì)量約為月球質(zhì)量的27107倍,地球繞太陽運(yùn)行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑的400倍。關(guān)于太陽和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力,以下說法正確的是A太陽引力遠(yuǎn)大于月球引力B太陽引力與月球引力相差不大C月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等D月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異,本題考查萬有引力定律在實(shí)際中的作用,正確理解定律內(nèi)容并能應(yīng)用公式計(jì)算,了解潮汐成因是解答本題的思路。,【解析】由萬有引力定律FGMM/R2可知,F(xiàn)∝M/R2,太陽與月球?qū)ο嗤|(zhì)量海水的引力之比F太陽/F月球16875102,故A對;月球與不同區(qū)域海水的距離不同,故吸引力大小有差異,D對。,AD,4/3/2024,2,一探月衛(wèi)星在地月轉(zhuǎn)移軌道上運(yùn)行,某一時刻正好處于地心和月心的連線上,衛(wèi)星在此處所受地球引力與月球引力之比為41。已知地球與月球的質(zhì)量之比約為811,則該處到地心與到月心的距離之比約為_______。,92,4/3/2024,F萬F向GMM/R2RR地H,一、人造衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期、向心加速度與半徑的關(guān)系,GMGR2稱為“黃金代換”,純粹是四個常數(shù)G、M、G、R間的數(shù)值關(guān)系,因此在任何時候都能進(jìn)行等量代換,不過一定要注意G和R的對應(yīng)性,即G是離天體M球心R處的重力加速度值。,應(yīng)用,越高越慢,MGGMM/R2地近地時→GMGR2地黃金代換→推廣GM行G行表R2行GMGHRH2,,,,,考點(diǎn)3人造地球衛(wèi)星宇宙速度,二、與衛(wèi)星相關(guān)的幾個問題1衛(wèi)星的超重與失重衛(wèi)星發(fā)射過程中,衛(wèi)星上的物體處于超重狀態(tài),衛(wèi)星進(jìn)入軌道后正常運(yùn)轉(zhuǎn)時,衛(wèi)星具有的加速度等于軌道處的重力加速度G軌,衛(wèi)星上的物體完全失重,返回時,衛(wèi)星減速運(yùn)動,衛(wèi)星上的物體處于超重狀態(tài)。2衛(wèi)星的能量軌道半徑越大,速度越小,動能越小,但重力勢能越大,且總機(jī)械能也越大,也就是軌道半徑越大的衛(wèi)星,運(yùn)行速度雖小,但發(fā)射速度越大。3衛(wèi)星變軌問題人造衛(wèi)星在軌道變換時,總是主動或由于其他原因使速度發(fā)生變化,導(dǎo)致萬有引力與向心力相等的關(guān)系被破壞,繼而發(fā)生近心運(yùn)動或者離心運(yùn)動,發(fā)生變軌。在變軌過程中,由于動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,可能出現(xiàn)萬有引力與向心力再次相等,衛(wèi)星即定位于新的軌道。4同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星就是與地球同步運(yùn)轉(zhuǎn),相對地球靜止的衛(wèi)星,因此可用來作為通訊衛(wèi)星,同步衛(wèi)星有以下幾個特點(diǎn)1周期一定同步衛(wèi)星在赤道正上方相對地球靜止,它繞地球的運(yùn)動與地球自轉(zhuǎn)同步,它的運(yùn)動周期就等于地球自轉(zhuǎn)的周期,T24H。2角速度一定同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度。,3軌道一定①因提供向心力的萬有引力指向圓心,所有同步衛(wèi)星的軌道必在赤道平面內(nèi)。②由于所有同步衛(wèi)星的周期相同,由知,所有同步衛(wèi)星的軌道半徑都相同,即在同一軌道上運(yùn)動,其確定的高度約為36104KM。,三、應(yīng)用萬有引力定律分析天體問題1基本方法把天體的運(yùn)動看成是勻速圓周運(yùn)動,其所需向心力完全由萬有引力提供。GMM/R2MV2/RM?2RM2?/T2RM2?F2R應(yīng)用時可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析計(jì)算。2天體質(zhì)量和密度的估算方法一利用萬有引力定律計(jì)算被圍繞天體中心天體的質(zhì)量和密度。,5幾種衛(wèi)星的軌道1赤道軌道衛(wèi)星的軌道在赤道平面內(nèi)。同步衛(wèi)星就是其中的一種。2極地軌道衛(wèi)星的軌道過南北兩極,即在垂直于赤道的平面內(nèi),如定位衛(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道。3其他軌道除以上兩種軌道外的衛(wèi)星軌道。一切衛(wèi)星的軌道的圓心,與地心重合。,4環(huán)繞速度大小一定所有同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的線速度的大小是一定的,都是308KM/S,環(huán)繞方向與地球自轉(zhuǎn)相同。,如圖所示,某一行星M繞太陽M運(yùn)轉(zhuǎn),其向心力是由太陽對行星的萬有引力提供的,則有GMM/R2M4?2/T2R故M4?2R3/GT2,而?M/4/3?R033?R3/GT2R30,其中R0為太陽的半徑,R為行星的軌道半徑,兩者不可混淆。特別地,當(dāng)RR0即貼近被測天體表面飛行時,有?3?/GT2這給我們提供了測量未知天體密度的一種簡便方法。值得注意的是,用環(huán)繞天體或衛(wèi)星的周期、軌道半徑測質(zhì)量的方法,只適用于測定其中心天體即處于軌道中心處天體的質(zhì)量,不能測定在圓軌道上運(yùn)行著的天體的質(zhì)量。方法二利用重力與萬有引力近似相等,估算天體的質(zhì)量和密度。對在天體表面上的物體有MGGMM/R2式中G為天體表面的重力加速度,R為天體的半徑,則MGR2/G相應(yīng)地?M/4/3?R33G/4?GR卡文迪許就是利用這種方法第一次估算出地球的質(zhì)量和平均密度的。,1解決萬有引力定律的應(yīng)用問題,盡管題目很多,但其基本方法是不變的,即把天體的運(yùn)動看成圓周運(yùn)動,萬有引力提供向心力。選擇合適的表達(dá)式求解。2高考考查該類問題常結(jié)合一些自然現(xiàn)象、航天技術(shù)、地理知識、數(shù)學(xué)幾何關(guān)系、雙星模型等,著重考查學(xué)生的理解、推理、分析綜合能力。,4/3/2024,【例3】中子星是恒星演化過程的一種可能結(jié)果,它的密度很大,現(xiàn)有一中子星,觀測到它的自轉(zhuǎn)周期為T1/30S。問該中子星的最小密度應(yīng)是多少才能維持該星的穩(wěn)定,不致因自轉(zhuǎn)而瓦解。計(jì)算時星體可視為均勻球體。引力常量G6671011NM2/KG2,天體的質(zhì)量和密度,求天體的質(zhì)量或密度的問題有兩種情況。1已知天體表面的重力加速度G和半徑R,利用GGM/R2,得出MGR2/G。2圍繞天體做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星或行星,利用GMM/R2M4?2/T2R,可得中心天體的質(zhì)量M4?2R3/GT2。,【解析】設(shè)中子星的密度為?,質(zhì)量為M,半徑為R,自轉(zhuǎn)角速度為?,位于赤道處的小物塊質(zhì)量為M,則有GMM/R2M?2R,?2?/T,M4/3?R3?由以上各式得?3?/GT2,代入數(shù)據(jù)解得?1271014KG/M3。,【答案】1271014KG/M3,典例三,4/3/2024,歐洲科學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星GLIESE581C。這顆圍繞紅矮星GLIESE581運(yùn)行的星球有類似地球的溫度,表面可能有液態(tài)水存在,距離地球約為2光年,直徑約為地球的15倍,質(zhì)量約為地球的5倍,繞紅矮星GLIESE581運(yùn)行的周期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道,下列說法正確的是A飛船在GLIESE581C表面附近運(yùn)行的周期約為13天B飛船在GLIESE581C表面附近運(yùn)行時的速度大于79KM/SC人在GLIESE581C上所受重力比在地球上所受重力大DGLIESE581C的平均密度比地球平均密度小,BC,3,4/3/2024,典例四,人造衛(wèi)星、宇宙速度,【例4】已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍。若某行星的平均密度為地球平均密度的一半,它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的25倍,則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為A6小時B12小時C24小時D36小時,解決衛(wèi)星運(yùn)動問題最基本的公式是萬有引力充當(dāng)向心力,即GMM/R2MV2/RMR?2MR4?2/T2G重,在解題時根據(jù)題目中的條件合理選擇公式,能使求解簡單。,【解析】設(shè)地球半徑為R,密度為?1,自轉(zhuǎn)周期為T1,設(shè)行星半徑為R,密度為?2,自轉(zhuǎn)周期為T2,根據(jù)萬有引力定律得G?14/3?R3M/7R2M4?27R/T12①G?24/3?R3M/35R2M4?235R/T22②?12?2,T124小時③由①②③得T212小時,故選項(xiàng)B正確。,B,4/3/2024,4,土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒,其繞土星的運(yùn)動可視為圓周運(yùn)動。其中有兩個巖石顆粒A和B與土星中心的距離分別為RA80104KM和RB=12105KM。忽略所有巖石顆粒間的相互作用。結(jié)果可用根式表示1求巖石顆粒A和B的線速度之比;2求巖石顆粒A和B的周期之比;3土星探測器上有一物體,在地球上重為10N,推算出它在距土星中心32105KM處受到土星的引力為038N。已知地球的半徑為64103KM,請估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍,【答案】12395,4/3/2024,【例5】天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動,周期均為T,兩顆恒星之間的距離為R,試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。引力常量為G,根據(jù)“雙星”有共同角速度的隱含條件,及其圓周運(yùn)動的半徑間的關(guān)系,建立方程求解即可。,【解析】設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為M1、M2,做圓周運(yùn)動的半徑分別為R1、R2,角速度分別為?1、?2。根據(jù)題意有Ω1Ω2①R1R2R②根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律,有GM1M2/R2M1?12R1③GM1M2/R2M2?22R2④聯(lián)立以上各式解得M1M2?12R1R2R2/G⑤根據(jù)角速度與周期的關(guān)系知?1?22?/T⑥聯(lián)立②⑤⑥式解得M1M24?2R3/T2G。,【答案】4?2R3/T2G,典例五,雙星問題,4/3/2024,【答案】1M′M23/M1M222M23/M1M22V3T/2?G3暗星B有可能是黑洞,神奇的黑洞是近代引力理論所預(yù)言的一種特殊天體,探尋黑洞的方案之一是觀測雙星系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律。天文學(xué)家觀測河外星系大麥哲倫云時,發(fā)現(xiàn)了LMCX3雙星系統(tǒng),它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成。將兩星視為質(zhì)點(diǎn),不考慮其他天體的影響,A、B圍繞兩者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,它們之間的距離保持不變,如圖6所示。引力常量為G,由觀測能夠得到可見星A的速率V和運(yùn)行周期T。1可見星A所受暗星B的引力FA可等效為位于O點(diǎn)處質(zhì)量為M′的星體視為質(zhì)點(diǎn)對它的引力,設(shè)A和B的質(zhì)量分別為M1、M2,試求M′用M1、M2表示;2求暗星B的質(zhì)量M2與可見星A的速率V、運(yùn)行周期T和質(zhì)量M1之間的關(guān)系式;3恒星演化到末期,如果其質(zhì)量大于太陽質(zhì)量MS的2倍,它將有可能成為黑洞。若可見星A的速率V27105M/S,運(yùn)行周期T47?104S,質(zhì)量M16MS,試通過估算來判斷暗星B有可能是黑洞嗎G6671011NM2/KG2,MS201030KG,5,4/3/2024,【例6】天文學(xué)家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞“人馬座A”的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),有一星體S2繞人馬座A做橢圓運(yùn)動,其軌道半長軸為950102天文單位地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個天文單位,人馬座A就處在該橢圓的一個焦點(diǎn)上。觀測得到S2星的運(yùn)行周期為152年。1若將S2星的運(yùn)行軌道視為半徑R950102天文單位的圓軌道,試估算人馬座A的質(zhì)量MA是太陽質(zhì)量MS的多少倍結(jié)果保留一位有效數(shù)字;2黑洞的第二宇宙速度極大,處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動,其具有的動能也不足以克服黑洞對它的引力束縛。由于引力的作用,黑洞表面處質(zhì)量為M的粒子具有的勢能為EPGMM/R設(shè)粒子在離黑洞無限遠(yuǎn)處的勢能為零,式中M、R分別表示黑洞的質(zhì)量和半徑。已知引力常量G671011NM2/KG2,光速C30108M/S,太陽質(zhì)量MS201030KG,太陽半徑RS70108M,不考慮相對論效應(yīng),利用上問結(jié)果,在經(jīng)典力學(xué)范圍內(nèi)求人馬座A的半徑RA與太陽半徑RS之比應(yīng)小于多少結(jié)果按四舍五入保留整數(shù)。,萬有引力與天體運(yùn)動的綜合應(yīng)用,典例六,4/3/2024,【解析】本題考查萬有引力定律與航天科技相結(jié)合的知識,是現(xiàn)代科技與物理知識相結(jié)合的問題,要求學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去,從實(shí)際中抽象出物理模型,從而加以解決,本題考查學(xué)生綜合分析能力和應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,難度較大。1S2星繞人馬座A做圓周運(yùn)動的向心力由人馬座A對S2星的萬有引力提供,設(shè)S2星的質(zhì)量為MS2,角速度為?,周期為T,則GMAMS2/R2MS2?2R①其中?2?/T②設(shè)地球質(zhì)量為ME,公轉(zhuǎn)軌道半徑為RE,周期為TE,則GMSME/RE2ME2?/TE2RE③綜合上述三式得MA/MSR/RE3TE/T2式中TE1年④RE1天文單位⑤代入數(shù)據(jù)可得MA/MS4106⑥2引力對粒子作用不到的地方即為無限遠(yuǎn),此時粒子的勢能為零,“處于黑洞表面的粒子即使以光速運(yùn)動,其具有的動能也不足以克服黑洞對它的引力束縛”,說明了黑洞表面處以光速運(yùn)動的粒子在遠(yuǎn)離黑洞的過程中克服引力做功,粒子在到達(dá)無限遠(yuǎn)之前,其動能便減小為零,此時勢能仍為負(fù)值,則其能量總和小于零。根據(jù)能量守恒定律,粒子在黑洞表面處的能量也小于零,則有1/2MC2GMM/R0依題意可知RRA,MMA可得RA2GMA/C2代入數(shù)據(jù)得RA121010MRA/RS17。,本題考查萬有引力定律知識的應(yīng)用,是現(xiàn)代科技與物理知識相結(jié)合的問題,要求學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識應(yīng)用到解決實(shí)際問題中去,從實(shí)際中抽象出物理模型,從而加以解決。,【答案】14106217,4/3/2024,6,【答案】,我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿近似于圓形軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息,讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號發(fā)回地球。設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和M,地球和月球的半徑分別為R和R1,月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為R和R1,月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期為T。假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面,求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時間用M、M、R、R1、R、R1和T表示,忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動對遮擋時間的影響。,
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上傳時間:2024-01-06
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