隨著我國航天技術的飛速發展,天體問題仍將是熱門話題,也是今后高考的熱點、重點和難點。之所以稱為難點,是因為在解決天體問題時學生不能很好的建立物理模型,不能根據題目的已知條件找到解決問題的切入點。而本文所討論的“一心三法”將是解決天體問題的最有效的方法之一。
1 一心-地心
由于地球對衛星的萬有引力指向地心,因此,衛星的向心力方向指向地心,衛星繞地心做圓周運動。
例1 可以發射如圖1所示的哪些情況的人造地球衛星,使其圓軌道( )
A.與地球表面上北緯45°緯線所決定的圓是共面同心圓
B.與地球表面上東經0°和東經180°經線所決定的圓是共面同心圓
C.與地球表面上的赤道線是共面同心圓,且衛星相對地球表面是靜止的
D.與赤道平面夾角是45°,且在過地心的平
面內繞地球做圓周運動
因為衛星繞地心做圓周運動,A項錯。又因為地球自轉,經度線應繞地軸轉,B項錯。選項C、D正確。
2 三法
(1)向心力法
衛星繞地球做勻速圓周運動,地球對衛星的萬有引力提供衛星圓周運動的向心力。
例2 如圖2所示,a、b、c是地球大氣層外圓軌道上運行的三顆人造衛星,a、b 質量相等且小于c的質量,則下列說法正確的是( )
A.b、c的向心加速度大小相等,且大于a 的向心加速度
B.b、c的線速度大小相等,且大于a 的線速度
C.b、c的周期相同且大于a 的周期
D.b所需向心力最小