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

Предпросмотр материала:

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=g 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=GM/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=2g 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 , где — расстояние от центра эллипса до его фокуса (половина межфокусного расстояния), — большая полуось. Величина называется эксцентриситетом эллипса. При , и, следовательно , 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.

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.

, где и — периоды обращения двух планет вокруг Солнца, а и — длины больших полуосей их орбит.

Ньютон позднее установил, что третий закон Кеплера не совсем точен - в него входит и масса планеты: , где — масса Солнца, а и — 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.

Краткое описание материала

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.

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

Физика

Другие методич. материалы

DOCX

08.01.2015

2597

Физика

Другие методич. материалы

Файл будет скачан в формате:

DOCX

Краткое описание материала

Автор материала

Авдеева Татьяна Асильматовна

учитель физики

На сайте: 10 лет и 9 месяцев
Всего просмотров: 4265
Подписчики: 0
Всего материалов: 2

4265
просмотров
2
материалов
0
подписчиков

Настоящий материал опубликован пользователем Авдеева Татьяна Асильматовна.
Инфоурок является информационным посредником. Всю ответственность за опубликованные материалы несут пользователи, загрузившие материал на сайт. Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете на материал.

Курсы по теме

Перейти в каталог курсов

Обложка курса 'Современные технологии привлечения, подбора и адаптации персонала'

Курс профессиональной переподготовки

Курс профессиональной переподготовки «Современные технологии привлечения, подбора и адаптации персонала»

Профессия: Специалист по подбору персонала

Курс уже прошли 11 человек

300 ч. — 1200 ч.

Обложка курса 'Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации'

Курс профессиональной переподготовки

Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации»

Профессия: Учитель физики

Курс уже прошел 3551 человек
Сейчас обучается 1128 человек из 79 регионов

300/600 ч.

Обложка курса 'Особенности подготовки к сдаче ЕГЭ по физике в условиях реализации ФГОС СОО'

Курс повышения квалификации

Курс повышения квалификации «Особенности подготовки к сдаче ЕГЭ по физике в условиях реализации ФГОС СОО»

Курс уже прошли 645 человек
Сейчас обучается 136 человек из 33 регионов

36 ч. — 180 ч.

Обложка курса 'Педагогическая деятельность по проектированию и реализации образовательного процесса в общеобразовательных организациях (предмет "Физика")'

Курс профессиональной переподготовки

Курс профессиональной переподготовки «Педагогическая деятельность по проектированию и реализации образовательного процесса в общеобразовательных организациях (предмет "Физика")»

Профессия: Учитель физики

Курс уже прошли 105 человек
Сейчас обучается 107 человек из 32 регионов

300 ч. — 1200 ч.

Обложка курса 'Физика: теория и методика преподавания в профессиональном образовании'

Курс профессиональной переподготовки

Курс профессиональной переподготовки «Физика: теория и методика преподавания в профессиональном образовании»

Профессия: Преподаватель физики

Курс уже прошли 376 человек
Сейчас обучается 164 человека из 42 регионов

300/600 ч.

Обложка курса 'ЕГЭ по физике: методика решения задач'

Курс повышения квалификации

Курс повышения квалификации «ЕГЭ по физике: методика решения задач»

Курс уже прошли 1390 человек
Сейчас обучается 336 человек из 64 регионов

36 ч. — 180 ч.