高考物理天體運動包括以下幾個方面的內容:
1. 天體運動模型的定性分析:包括地球的衛星(環繞地球的人造衛星)、行星、恒星、彗星、星云和銀河系等天體的運動模型。
2. 天體運動模型的定量計算:包括萬有引力定律、向心力公式、牛頓第二定律、運動學和天體問題的合成與轉化等知識。
3. 應用開普勒行星運動三定律:該定律可以解釋成“自然法則”或“自然規律”,在高中階段主要應用于計算,需要掌握開普勒三定律的文字表述和數學表達式。
以上內容只是大致的概述,具體的高考物理天體運動內容還需要根據具體考試題目和知識點來確定。
題目:
一行星繞某恒星運動,行星與恒星的距離恒定。已知行星的運動軌道是一個橢圓,它的近地點和遠地點分別為A和B,周期為T。
(1)求該行星的軌道半長軸的表達式;
(2)恒星質量為M,行星質量為m,求該行星受到的萬有引力的大小;
(3)已知該行星在近地點A的速度為vA,求該行星在遠地點B的速度vB。
答案:
(1)根據開普勒第三定律,有:R3/T2=k,其中k為常數。由于行星周期已知,因此可以求出軌道半長軸的表達式為:$R = (GMT2/4π2)^{1/3}$。
(2)根據萬有引力定律,有:F = GmM/R2,其中m為行星質量,M為恒星質量。因此,該行星受到的萬有引力的大小為:F = GmM(GMT2/4π2)^{2/3}。
(3)根據能量守恒定律,有:$1/2mv2A + GmM(xA/R) = 1/2mv2B$,其中xA為近地點A到恒星中心的距離。將R的表達式代入上式,可得:$vB = (GMT2/2πm)^{1/3} - vA$。