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题目:计算卫星在椭圆轨道上运行时的能量变化
教学步骤:
1. 引入:万有引力定律可以用来计算天体之间的引力,而卫星在围绕行星或恒星运动时,其运动轨迹为椭圆。
2. 展示例题:假设一颗卫星在地球的椭圆轨道上运行,初始时距离地面高度为h1,运行速度为v1,周期为T1。
3. 讲解解题思路:根据万有引力定律和能量守恒定律,可以求出卫星在椭圆轨道上运行时的能量变化。
4. 演示解题过程:
解:
(1)根据万有引力定律和椭圆轨道的参数,可以求出卫星在椭圆轨道上的速度和周期。
(2)根据能量守恒定律,卫星的动能和势能之和保持不变。初始时,卫星距离地面高度为h1,运行速度为v1,因此初始势能为零。在椭圆轨道上运行时,卫星的高度会发生变化,因此需要求出每个位置的势能。
(3)根据卫星的速度和高度,可以求出每个位置的动能和势能,从而求出总能量。
(4)比较初始总能量和最终总能量,即可得出能量变化。
5. 总结:通过这个例题,我们可以了解到卫星在椭圆轨道上运行时的能量变化规律,以及如何根据万有引力定律和能量守恒定律求解。
6. 练习:给学生布置类似的题目进行练习,并给予指导。
注意:以上教学步骤仅为示例,实际教学时需要根据学生的实际情况进行调整。