高三物理天體問題主要包括以下幾種:
1. 地球與其他天體間的引力問題。包括兩個天體之間引力的大小、方向、作用點,以及如何利用引力解決問題,例如求衛星繞行星做勻速圓周運動的軌道半徑、周期、速度、向心力的表達式等。
2. 天體的運動問題。包括天體的運動軌跡,如勻速圓周運動和橢圓運動,以及如何利用牛頓定律和運動定律解決問題,例如求衛星的發射速度或回收速度問題。
3. 萬有引力定律的應用。包括求天體的質量、密度、宇宙速度,以及多天體系統的相互作用等。
4. 衛星軌道計算問題。包括橢圓軌道的近地點和遠地點的問題,以及變軌問題。
5. 雙星和引力合成問題。兩個天體間的相互引力相互平衡,合力為零的問題。
6. 星系和星云的問題。例如星系或星云的運動軌跡,以及如何利用牛頓定律和運動定律解決問題。
請注意,這些只是高三物理天體問題的一部分,具體問題可能因題目、情境和設問方式的不同而不同。
題目:
地球的一顆同步衛星位于赤道上空,它離地心的距離r=3.6 × 10^4km,已知地球半徑為R=6.4 × 10^3km,地球表面重力加速度為g=9.8m/s^2,試求該同步衛星的運行周期。
解析:
同步衛星在赤道上空,它與地球自轉同步,角速度相等。根據萬有引力提供向心力得到:
GMm/(r^2) = m(ω^2)r
又因為地球表面重力等于萬有引力:
GMm/(R^2) = mg
解得同步衛星的周期為:
T = 2π√(r^3/(gR^2)) = 5.6 × 10^4s
答案:
同步衛星的運行周期為5.6 × 10^4s。