天體的“一心三法”

隨著我國航天技術(shù)的飛速發(fā)展，天體問題仍將是熱門話題，也是今后高考的熱點(diǎn)、重點(diǎn)和難點(diǎn)。之所以稱為難點(diǎn)，是因?yàn)樵诮鉀Q天體問題時(shí)學(xué)生不能很好的建立物理模型，不能根據(jù)題目的已知條件找到解決問題的切入點(diǎn)。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?qū)πl(wèi)星的萬有引力指向地心，因此，衛(wèi)星的向心力方向指向地心，衛(wèi)星繞地心做圓周運(yùn)動。

例1 可以發(fā)射如圖1所示的哪些情況的人造地球衛(wèi)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(jīng)0°和東經(jīng)180°經(jīng)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(wèi)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(nèi)繞地球做圓周運(yùn)動

因?yàn)樾l(wèi)星繞地心做圓周運(yùn)動，A項(xiàng)錯。又因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)，經(jīng)度線應(yīng)繞地軸轉(zhuǎn)，B項(xiàng)錯。選項(xiàng)C、D正確。

2 三法

(1)向心力法

衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供衛(wèi)星圓周運(yùn)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(yùn)行的三顆人造衛(wèi)星，a、b 質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)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