一个力学问题的析给我们的启示

许多大学物理教材或参考书在讲授角动量守恒定律之后会安排类似这样的例题或习题：当地球处于远日点时,到太阳的距离是1．52×10^11m,轨道速度为2．93×10^4m／s。地球处于近日点,到太阳的距离为1．47×10^11m。求地球在近日点时的轨道速度。该问题用角动量守恒定律求解极为简单。如图1所示,建立如下模型：选地球为研究对象并视为质点,认为地球在运动过程中仅受到太阳对它的引力,     

一道有关潮汐力与引力考题的分析

1问题的提出在一次教学研讨活动中,部分教师对2009年高考浙江卷物理第19题中的数据产生了怀疑.【原题】在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道和月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳的质量约为月球质量的2.7×107倍,地球绕太     

给天文学家出难题的行星——水星

水星是离太阳最近的行星——这“近”当然是天文学意义上的“近”:水星在近日点和远日点离太阳的距离分别约为4600 万千米和7000 万千米。水星不仅离太阳近,离地球也不远,最近和最远距离分别约为7700 万千米和2.2 亿千米,以最近距离而论是离地球第三近的行星(仅次于金星和火星)。     

计算地球轨道的偏心率

一、引言 关于用天文数据资料计算地球轨道偏心率的问题在1983年由Baierlein所著的动力学一书中有过近似计算.本文是根据地球绕太阳运行的近日点,直截了当地为计算偏心率推导出一个严格的超越函数方程,并由此方程进一步得出一个近似的三次方程,最后由三次方程的物理解给出一个相当好的地球轨道偏心率的近似值.二、计算 图1表示了地球绕太阳运行的椭圆轨道以及冬至(12月22日)、春分(3月21日)、夏至(6月22日)和秋分 (9月23日)的点 W、V、S和 A.从秋到春经过冬(179天)的间隔小于从春到秋经过夏(186天)的间隔.这意味着(通过开普勒第二定律)地…     

《从零学相对论》连载21

正§8.4水星近日点进动按照牛顿力学,行星的轨道是以太阳为一个焦点的椭圆.然而观测结果与此略有歧离.以最靠近太阳的水星为例,虽然它在每一周期中的轨道很接近椭圆,但两个相邻周期的两个"椭圆"的长轴并不重合,表现在它的近日点(perihelion)的微小改变上(见图8-6).随着时间的推移,由于积累效应,"椭圆"的长轴(因而近日点)绕太阳的缓慢转动变得可以观测.这现象叫做近日点的进动(precession).从1697至1848年的天文观测表明水星近日点的进动率是每世纪5 600″(″代表角秒).如何解释?法国数学家勒威耶(Le Verrier)用牛顿力学对水星运动做过长期研究,并于1859年再次发表研究报告.根据     

从三个参照系看“地球—卫星”系统

本文将从太阳、地球和“地球一卫星”系统的质心这三个参照系,来分析哪些守恒定律对“地球-卫星”系统是成立的。 “地球-卫星”系统是处在太阳的引力场中的,这是本文始终在考虑着的一个关键问题。 让我们先计算一下太阳对地球和卫星的吸引力(这是外力),以及地球与卫星之间的相互吸引力(这是内力): 万有引力常数(米2/秒2·千克) 太阳的质量(千克) 太阳中心到地球中心的距离 R=1.496× 1011(米) 地球的质量m=5.98×1024(千克) 地球的半径r=6.37×106(米) 卫星的质量产为10’(千克)的数量级 太阳对地球的引力为 太阳对卫星的引力为 (这里,取…     

审题的基本要求和步骤

审题是解题的第一步,拿到题目后,先粗后细认真阅读、思考,做到对题目所描述的整个物理情境心中有数,这是审题的基本要求.归纳起来说,审题应遵循的步骤有:1审条件、审目标在这一思维过程中,一定要弄清已知,未知;并把物理情境中隐含的已知条件也追索出来.这一过程也就是“给我什么条件,要我解决什么问题”的信息摄取过程.如:例1太阳距地球为15×1011米,问太阳发出的光到达地球需要多长时间?在这一问题中,明白告诉的已知条件是太阳和地球的距离.而隐含的已知条件是光的传播速度,即把光的速度大小3×108米/秒作为已知追索出来.知道了“距离”、…     

质点相对于地球的运动方程

我们通常认为大阳是一个极好的惯性参考系,由于地球既自转又绕太阳公转,所以在一般情况下,地球是一个非惯性参考系. 质点相对于惯性系(太阳)的绝对加速度a为[1]其中μr和αr各为质点相对于地球的速度和加速度,r为质点相对于地心的位移矢量,ω为地球自转角速度,a0为地球相对于太阳的公转加速度. 现将质点相对于地球的运动也写成牛顿第二定律的形式如下:上式中的ma项即为质点m受到所有物体对它的作用力的合力F,又由于地球自转角速度ω随时间变化极小,可视为常数,也就是说有　=0,于是(2)式可化成上式中的mω×(ωxr)和2mω×υr即为我们所称的…     

地球只受木星引力作用时的运动轨道的探讨

讨论了如果太阳突然消失,而且地球只受木星引力作用时的运动轨道,结果表明,这时地球相对木星的运动轨道为双曲线或直线．     

堕入地狱的姊妹——金星

金星是离太阳第二近的行星,在半径约1.08亿千米——或约为0.72天文单位——的轨道上绕太阳转动,公转周期约为225天(更精确的数值约为224.65天)。金星的轨道非常接近圆形,偏心率仅为0.007左右,是太阳系行星之中最小的。金星同时也是离地球最近的行星,与地球的最近距离只有4100万千米。     

银河系英仙臂的距离

以地球轨道半径为基线, 借助目前世界上最高分辨率的甚长基线干涉阵(VLBA), 通过测量英仙臂中大质量恒星形成区W3OH的三角视差, 得到了银河系中距离太阳最近的英仙臂的距离为1.95±0.04千秒差距 (5.86×1016km). 这个工作解决了天文学中关于英仙臂距离的长期争论, 说明英仙臂显示强的运动学反常.     

用光学记录速度干涉仪测量自由面速度

建立了一套光学记录速度干涉仪系统(ORVIS),用于测量强激光产生的冲击波状态方程中的自由面速度。该光学记录速度干涉仪系统的时间分辨率为179 ps,可以测量自由面速度随时间变化的整个过程。在天光KrF高功率准分子激光装置上进行激光打靶实验,激光波长248.4 nm,脉冲宽度25 ns,最大输出能量158 J。在激光功率密度为6.24×1011W·cm-2的条件下,测得厚20 μm铁膜的自由面速度可达3.86 km/s;在激光功率密度为7.28×1011W·cm-2条件下,100 μm铝膜（靶前有100 μm的CH膜作为烧蚀层）的自由面速度可以达到2.87 km/s。     

太阳能光催化-导光管北京夏季晴天降解甲醛的实验研究

太阳能光催化-导光管将太阳光导人的同时兼具光催化空气净化功能.导光管的长度为0.55 m,直径为0.28 m,导光管内表面的平均反射比为0.82.散光板的直径为0.28 m,为雪花型散光板,将光催化剂DegussaP25溶液均匀地喷涂在散光板凹凸不平的一侧,附着在散光板上的DegussaP25质量为1.75 g.实验表明,涂层背对太阳时散光板下的照度比无涂层的散光板下的照度有一定程度的减弱,但是减弱的幅度并不大,平均降幅只有3.03%,因此不会对室内采光产生明显影响.实验表明,夏季晴天上午太阳直射下,太阳能光催化-导光管能够使0.1 m3小室内甲醛体积分数从1.0×10-6下降到0.19×10-6 .中午太阳直射下1 h之内甲醛体积分数从1.0×10-6下降到0.17×10-6;比上午的降解速度加快,降解甲醛更为完全;下午太阳直射下甲醛降解,1 h之内,甲醛体积分数从1.0×10-6下降到0.2×10-6,降解速度比上午、中午都慢,但也达到了良好的降解效果.     

比冥王星更遥远的行星

<正>天文学家发现一颗比冥王星遥远两倍的矮行星(小图),距离太阳120亿千米,相当于83个天文单位(一个天文单位等于太阳到地球的距离)。科学家在《自然》(Nature)杂志上做了报告,该行星是已知首个轨道类似赛德娜(一颗从不接近海王星路径的遥远天体)的天体。赛德娜和这颗命名为2012 VP113的新行星不同于冥王星和位于海王星轨道以外的柯伊伯带其他成员。这颗行星的运     

开普勒三定律与地球公转轨道参数的讨论

分别从拉格朗日量、龙格-楞次矢量以及微分方程出发,由万有引力定律导出了开普勒三定律,并积分得到开普勒方程与轨道周期.利用文献中的数据计算了地球公转轨道的偏心率和周期,发现有的文献给出的地球近日点和远日点速率值使得计算结果和观测值之间存在较大的不一致.分析其原因并给出了速率的修正值,从而保证了计算结果和观测值之间的自洽性.     

从宇宙火箭到星际航行

今年一月二日苏联人民成功的发射出了一个人造行星,这个红色行星从月球附近飞过,然后就进入了绕太阳运动的行星轨道,周期为450天,轨道则在地球和火星的轨道之间,距火星最近的距离为地球与火星距离的1/4。这个人造行星——宇宙火箭的发射成功震动了全世界,它再一次证明了社会主义阵营的空前强大,社会主义制度的无比优越性,苏联在最新科学技术上已把美国远远的抛在后面。同时它也表明苏     

不同紫外波段激发生物气溶胶荧光雷达系统性能分析

基于激光诱导生物荧光技术,分别采用紫外355nm和266nm激光作为激发光源,构建生物气溶胶荧光雷达监测系统模型.综合考虑不同激发波段,臭氧吸收以及太阳背景光等因素对激光雷达荧光探测效果的影响,对系统性能进行数值仿真分析.仿真结果表明,在四倍频266nm紫外波段的激光激发下,系统受地表臭氧的影响,白天的有效探测距离非常有限;在系统信噪比为10(SNR=10),臭氧浓度为50μg/L时,最大探测距离仅为300m;而夜间情况下,太阳背景光影响减弱,探测距离约为450m.三倍频355nm激发时,臭氧对系统的探测性能影响较小,夜间探测距离可达750m;白天太阳背景光对355nm的系统影响较大,在相同0.5mrad接收视场角下,其有效探测距离约为330m.为减少白天背景光的影响,将望远镜接收视场角压缩到0.3mrad,同时选用50nm带宽的滤光片,此时系统的探测距离为480m.由于355nm波段的激发荧光受白天太阳背景光的影响较大,在进行夜间探测时才可获得较好的效果;而266nm的激发波段可以很好的抑制背景光影响,能够实现对生物气溶胶的白天有效探测.     

行星面积定理与宇宙速度的初等数学推导

质量为m的卫星(或行星)在质量为M的天体引力作用下运动,若忽略其它作用,则M应处于卫星轨道的焦点,如图1所示,m在P点连续两秒内的位移,即该相邻两点的瞬时速度v_1及v_2,由于m所受引力方向沿着矢径指向M,与矢径MP垂直的方向上m不受力,故速度的垂直分量相等,即v_1=v_2;显然m的矢径在连续两秒内扫过的面积△P′MP=△PMW″。这就是我们熟知的开普勒第二定律,亦称行星面积定理。 设卫星m在椭圆轨道上运动,如图2,轨道的半长轴为a,焦距为2f,在轨道上运动的每一时刻卫星的总机械能守恒,则有 mv~2/2+mgr=mv_t~2/2+mg_t(a+f)式中v为卫星在轨道上任一点的速度,r为该点与M的距离,g为卫星在该点的引力加速度,v_t表示卫星在远地点l处的速度,g_t为该点的引力加速度。由万有引力公式:     

半人马座阿尔法系统发现类地行星

一颗岩石行星围绕一颗类日恒星运转, 其间的距离使行星表面温度允许液态水的存在。半人马座阿尔法三星系统中这颗新发现的行星, 距地球4.3光年, 很像地球的孪生兄弟。它围绕半人马座阿尔法B星运转, 这是一颗比地球稍小、亮度也逊于地球的恒星。该行星比地球略重, 而且与恒星间的距离小于水星到太阳的距离, 所以非常酷热, 并不处于宜居区间。     

第23届亚洲物理奥林匹克竞赛(APHO)理论问题1:国际空间站(ISS)轨道衰减动力学【10.0分】

<正>简介国际空间站目前保持在接近圆形的轨道上，最低平均高度为370 km，最高平均高度为460 km，轨道处于热层的中心，相对于赤道的倾角为θ=51.6°．空间站的轨道类似于螺旋形，即空间站到地球表面的距离是缓慢变化的，在一个螺旋周期中，这种高度的变化是可以忽略的．