Для всех учителей из 37 347 образовательных учреждений по всей стране

Скидка до 75% на все 778 курсов

Выбрать курс
Получите деньги за публикацию своих
разработок в библиотеке «Инфоурок»
Добавить авторскую разработку
и получить бесплатное свидетельство о размещении материала на сайте infourok.ru
Инфоурок Физика Другие методич. материалыПрактическая работа №17 Компьютерное моделирование движения небесных тел 11кл ЕМН

Практическая работа №17 Компьютерное моделирование движения небесных тел 11кл ЕМН

библиотека
материалов

Практическая работа №17 11 ЕМН

Компьютерное моделирование движения небесных тел

Цель: изучить законы движения небесных тел

Оборудование: ПК Celeron 950, программа «Физика в картинках»

Программное обеспечение: MS Windows XP.

Теория:

Искусственным спутником может стать любое тело, если ему сообщить достаточную скорость в горизонтальном направлении;

Минимальная скорость, которую нужно сообщить телу в горизонтальном направлении у поверхности Земли, чтобы оно могло двигаться вокруг Земли по круговой орбите называют первой космической или круговой;

Первую космическую скорость можно определить по формуле V=hello_html_m194a4b7a.jpgg R;

Первая космическая скорость у поверхности Земли равна 7,9 км/с;

Определить значение первой космической скорости, на высоте h от поверхности Земли, можно пользуясь выражением V=hello_html_m194a4b7a.jpgGM/R+h;

Значение первой космической скорости зависит от высоты относительно поверхности земли;

Вторая космическая скорость – это минимальная скорость, которую надо сообщить телу у поверхности Земли, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Земли и стало искусственной планетой – искусственным спутником Солнца;

Вторую космическую скорость можно определить по формуле V=hello_html_m194a4b7a.jpg2g R;

Минимальная скорость, которую надо сообщить телу, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца и покинуло пределы Солнечной системы называется третьей космической скоростью;

Первый закон Кеплера (закон эллипсов)

Каждая планета Солнечной системы обращается по эллипсу, в одном из фокусов которого находится Солнце.

Форма эллипса и степень его сходства с окружностью характеризуется отношением hello_html_m706b6941.jpg, где hello_html_m20184084.jpg— расстояние от центра эллипса до его фокуса (половина межфокусного расстояния), hello_html_m24fb2aee.jpg— большая полуось. Величина hello_html_m42b6e989.jpg называется эксцентриситетом эллипса. При hello_html_42cdd150.jpg, и, следовательно hello_html_42cdd150.jpg, эллипс превращается в окружность.

Второй закон Кеплера (закон площадей)

Каждая планета движется в плоскости, проходящей через центр Солнца, причём за равные промежутки времени радиус-вектор, соединяющий Солнце и планету, описывает равные площади.

С этим законом связаны два понятия: перигелий — ближайшая к Солнцу точка орбиты, и афелий — наиболее удалённая точка орбиты. Таким образом, из второго закона Кеплера следует, что планета движется вокруг Солнца неравномерно, имея в перигелии большую линейную скорость, чем в афелии.

Каждый год в начале января Земля, проходя через перигелий, движется быстрее, поэтому видимое перемещение Солнца по эклиптике к востоку также происходит быстрее, чем в среднем за год. В начале июля Земля, проходя афелий, движется медленнее, поэтому и перемещение Солнца по эклиптике замедляется. Закон площадей указывает, что сила, управляющая орбитальным движением планет, направлена к Солнцу.

hello_html_m4b81f2d8.jpg

Третий закон Кеплера (гармонический закон)

Квадраты периодов обращения планет вокруг Солнца относятся, как кубы больших полуосей орбит планет. Справедливо не только для планет, но и для их спутников.

hello_html_f30f3a9.jpg, где hello_html_303b8fbb.jpgи hello_html_ma56e96b.jpg — периоды обращения двух планет вокруг Солнца, а hello_html_m6368a42c.jpgи hello_html_4d306a0.jpg  — длины больших полуосей их орбит.

Ньютон позднее установил, что третий закон Кеплера не совсем точен - в него входит и масса планеты: hello_html_6493b39f.jpg, где hello_html_m3062b8b5.jpg — масса Солнца, а hello_html_49f527ee.jpgи hello_html_m3de9ebae.jpg — массы планет.

Поскольку движение и масса оказались связаны, эту комбинацию гармонического закона Кеплера и закона тяготения Ньютона используют для определения массы планет и спутников, если известны их орбиты и орбитальные периоды.



Указания к работе:



Задание 1. Изучение движения небесных тел

  1. Искусственный спутник Земли - это……

  2. Какую скорость надо сообщить телу, чтобы оно стало искусственным спутником Земли?

  3. Какую минимальную скорость надо сообщить телу у поверхности Земли, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Земли и стало искусственной планетой – искусственным спутником Солнца;

  4. Какую минимальную скорость, надо сообщить телу, чтобы оно преодолело гравитационное притяжение Солнца и покинуло пределы Солнечной системы

  5. Какую минимальную скорость должен иметь космический корабль на высоте 100км над поверхностью Земли (R=6400км), чтобы преодолеть земное притяжение. Реализуйте такое движение в компьютерном эксперименте.


Задание 2. Изучение законов движения планет

  1. В каких точках скорость движения планеты по орбите максимальна и минимальна?

  2. Как изменяется значение скорости движения планеты при её перемещении от афелия к перигелию?

  3. Большая полуось орбиты Марса 1,5а.е. Вычислите период его обращения вокруг Солнца.

  4. Реализуйте в компьютерном эксперименте движение по эллиптическим орбитам с параметрами R1= 8*103км; R2= 8,5*103км; R3= 7*103км; и . Сделайте рисунок в тетради.




Курс повышения квалификации
Курс профессиональной переподготовки
Учитель физики
Курс повышения квалификации
Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Краткое описание документа:

Предлагаемое практическое задание для учащихся  11 классов, составлено на основе Государственного общеобязательного стандарта начального, основного среднего, общего среднего образования РК, утвержденого постановлением Правительства РК от 23 августа 2012 года №1080, и по учебным программам для средней школы, утвержденным приказом Министра образования и науки РК №115 от 3 апреля 2013 года., перечня учебных изданий, определенного приказом министра образования и науки Республики Казахстан от 22 апреля 2013 года № 146. Рекомендуется использовать как один из вариантов проведения компьютерного моделирования. 

Проверен экспертом
Общая информация

Вам будут интересны эти курсы:

Курс повышения квалификации «Информационные технологии в деятельности учителя физики»
Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Формирование компетенций межкультурной коммуникации в условиях реализации ФГОС»
Курс профессиональной переподготовки «Клиническая психология: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс повышения квалификации «Правовое регулирование рекламной и PR-деятельности»
Курс повышения квалификации «Финансы: управление структурой капитала»
Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»
Курс профессиональной переподготовки «Деятельность по хранению музейных предметов и музейных коллекций в музеях всех видов»
Курс профессиональной переподготовки «Уголовно-правовые дисциплины: теория и методика преподавания в образовательной организации»
Курс профессиональной переподготовки «Гостиничный менеджмент: организация управления текущей деятельностью»

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.