AP物理天体运动公式和真题分享 物理C这样来学一点也不难

AP物理C有着众多的考点，天体运动就是其一，今天想来给大家分享一些有关AP物理天体运动公式和真题，做这部分的题目时，记住公式是十分重要的。

AP物理天体运动公式

重力类

主要解决天体表面重力加速度问题

基本关系式：

行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题：

表面重力加速度：

轨道重力加速度：

天体运动类

行星（卫星）模型：

周期类：主要解决天体的质量(或密度)与同步卫星问题

基本关系式：

设恒星质量为M，行星质量为m(或行星质量为M，卫星质量为m)，它们之间的间距为r，行星绕恒星(或卫星绕行星)的线速度、角速度、周期分别为v 、ω、T．

可以推得开普勒第三定律：（常量）

天体质量(或密度)问题

当r=R时，则天体密度简化为：

R、T分别代表天体的半径和表面环绕周期，由上式可以看出，天体密度只与表面环绕周期有关。

同步卫星问题

所谓地球同步卫星，是指卫星环绕地球运转与地球自转同步即“对地静止”（又叫静止轨道卫星）的一种特殊卫星。

1.同步卫星的轨道与线速度．

①同步卫星一定在赤道正上方

论述要点：同步卫星要想“对地静止”其圆轨道必须与地轴垂直，又因每种卫星轨道必过地心。这就决定了同步卫星一定在赤道正上方

②同步卫星离地高度

证明要点：

h=r-R=3.56×107m(约为三万六千千米)

③运行速率

ｖ＝2πr/T=3.1ｋｍ／ｓ

线速度类、主要解决宇宙问题      

基本关系式：

由此可得：

我们来分别看两道天体运动的真题：

这道题是AP力学C当中检验学员公式掌握能力的题目。题目问一个卫星一直在地球上空某一点和地球一起做圆周运动，以下哪个选项是对的。很明显，按照我们之前所说，卫星之所以可以做圆周运动，是因为地球对它的吸引力提供了向心力的作用。而又因为这个卫星一直在地球上空某个位置，说明卫星和地球有相同的角速度。即相对静止。所以我们得到公式GMm/r2 = mv2/r ,简化这个公式我们发现等式两边的m抵消了，分母的r抵消了一个，最后整合得到 GM/r = v2 . 根据我们得出的公式我们看见，如果希望卫星和地球有相同的角速度，那么它也必须要有特定的线速度和半径。为什么G和M无所谓呢，因为G是引力常量，M是地球质量，这两个值和卫星没什么关系。题目问的是卫星必须具有的值是什么。所以我们发现卫星质量m被约掉了，根据v=rw，卫星必须有特定的角速度和高度（即半径）。故答案选D。这种题目考的不难，只需要学员对公式比较掌握即可。

关于重力和引力的题目也用同样的方式。我们知道 GMm/r2 = mg, 同样的等式两边的m被约掉。最后得到 GM/r2 = g. 学员要想一看到题目就有思路，知道用哪个公式，题目每一句话对应哪一个知识点，就必须自己好好琢磨公式的构成。我们来看这个简化的公式，我们发现重力加速度和m没有任何关系，g只由地球质量M,和星球半径决定。

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