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天體運動教學(xué)設(shè)計
教學(xué)目標： 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)星飛船在進行變軌各相關(guān)物理參量變化。
3. 對嫦娥一號相關(guān)物理問題進分析。
重點：應(yīng)用萬有引力定律和牛頓第二定律解決天體運動問題；
難點：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)星的運動（限于圓軌道）、動量知識和機械能知識的應(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。考查形式多以選擇、計算等題型出現(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”等）為背景，考查向心力、萬有引力、圓周運動等知識。這類以天體運動為背景的題目，是近幾年高考命題的熱點，特別是近年來我們國家在航天方面的迅猛發(fā)展，更會出現(xiàn)各類天體運動方面的題。
三、3．思路及方法：
(1).基本方法：把天體運動近似看作圓周運動，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運轉(zhuǎn)的一顆衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的半徑和周期，就可以計算出中心天體的質(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，即衛(wèi)星繞天體M表面運行時，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動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。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間內(nèi)掃過相等的面積，即角動量守恒。
說明：行星近日點的速率大于遠日點的速率。
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。
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