《2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 專題強化五 天體運動的“四類熱點”問題課件 教科版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 專題強化五 天體運動的“四類熱點”問題課件 教科版.ppt（79頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、專題強化五天體運動的“四類熱點”問題,,第四章曲線運動萬有引力與航天,,大一輪復(fù)習(xí)講義,1.本專題是萬有引力定律在天體運行中的特殊運用，同步衛(wèi)星是與地球表面相對靜止的衛(wèi)星；而雙星或多星模型有可能沒有中心天體，近年來常以選擇題形式在高考題中出現(xiàn). 2.學(xué)好本專題有助于學(xué)生更加靈活地應(yīng)用萬有引力定律，加深對力和運動關(guān)系的理解. 3.需要用到的知識：牛頓第二定律、萬有引力定律、圓周運動規(guī)律等.,專題解讀,,NEIRONGSUOYIN,內(nèi)容索引,過好雙基關(guān),研透命題點,課時作業(yè),回扣基礎(chǔ)知識 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,細研考綱和真題 分析突破命題點,限時訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度,,過好雙基關(guān),,,,一、衛(wèi)星的軌道,,
2、,1.赤道軌道：衛(wèi)星的軌道在 平面內(nèi)，同步衛(wèi)星就是其中的一種. 2.極地軌道：衛(wèi)星的軌道過南、北兩極，即在 赤道的平面內(nèi)，如極地氣象衛(wèi)星. 3.其他軌道：除以上兩種軌道外的衛(wèi)星軌道. 所有衛(wèi)星的軌道平面一定通過地球的 .,赤道,垂直于,球心,自測1(多選)可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道 A.與地球表面上某一緯線(非赤道)是共面同心圓 B.與地球表面上某一經(jīng)線所決定的圓是共面同心圓 C.與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的 D.與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運動的,,,解析人造地球衛(wèi)星運行時，由于地球?qū)πl(wèi)星的引力提供它做圓
3、周運動的向心力，而這個力的方向必定指向圓心，即指向地心，也就是說人造地球衛(wèi)星所在軌道圓的圓心一定要和地球的中心重合，不可能是地軸上(除地心外)的某一點，故A錯誤； 由于地球同時繞著地軸在自轉(zhuǎn)，所以衛(wèi)星的軌道平面也不可能和經(jīng)線所決定的平面共面，所以B錯誤； 相對地球表面靜止的衛(wèi)星就是地球的同步衛(wèi)星，它必須在赤道平面內(nèi)，且距地面有確定的高度，這個高度約為三萬六千千米，而低于或高于這個軌道的衛(wèi)星也可以在赤道平面內(nèi)運動，不過由于它們公轉(zhuǎn)的周期和地球自轉(zhuǎn)周期不同，就會相對于地面運動，C、D正確.,,二、地球同步衛(wèi)星的特點,,,相對于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星.同步衛(wèi)星有以下“七
4、個一定”的特點： (1)軌道平面一定：軌道平面與 共面. (2)周期一定：與地球自轉(zhuǎn)周期 ，即T . (3)角速度一定：與地球自轉(zhuǎn)的角速度 . (4)高度一定：由G m (Rh)得地球同步衛(wèi)星離地面的高度h 3.6107 m.,24 h,,,赤道平面,相同,相同,(5)速率一定：v 3.1103 m/s. (6)向心加速度一定：由G ma得a gh0.23 m/s2，即同步衛(wèi) 星的向心加速度等于軌道處的重力加速度. (7)繞行方向一定：運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向 .,一致,自測2(2018河南省鶴壁市第二次段考)已知某行星半徑為R，以第一宇宙速度
5、圍繞該行星運行的衛(wèi)星的繞行周期為T，圍繞該行星運動的同步衛(wèi)星運行速率為v，則該行星的自轉(zhuǎn)周期為,,解析設(shè)同步衛(wèi)星距地面的高度為h，,,三、衛(wèi)星變軌,,,1.當(dāng)衛(wèi)星的速度突然增大時，G m ，即萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星將做 運動，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變大.當(dāng)衛(wèi)星進入新的軌道穩(wěn)定運行時，由v 可知其運行速度比原軌道運行時的小，但重力勢能、機械能均 . 2.當(dāng)衛(wèi)星的速度突然減小時，G m ，即萬有引力大于所需要的向心力，衛(wèi)星將做 運動，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變小.當(dāng)衛(wèi)星進入新的軌道穩(wěn)定運行時，由v 可知其運行速度比原軌道運行時的大，但重力勢能、機械能均 .,
6、增加,,,<,離心,,近心,減小,自測3(2018安徽省江南十校沖刺聯(lián)考)現(xiàn)對于發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程分析，如圖1所示，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道，P點是軌道上的近地點，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球同步軌道，則 A.衛(wèi)星在同步軌道上的運行速度大于第一宇宙速度7.9 km/s B.該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于第二宇宙速度11.2 km/s C.在軌道上，衛(wèi)星在P點的速度大于第一宇宙速度7.9 km/s D.在軌道上，衛(wèi)星在Q點的速度大于第一宇宙速度7.9 km/s,,圖1,解析第一宇宙速度是衛(wèi)星在近地軌道運行的線速度，,故軌道半徑越大，線速度越小，所以同步衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度，A錯
7、誤； 該衛(wèi)星為地球的衛(wèi)星，所以發(fā)射速度小于第二宇宙速度，B錯誤； P點為近地軌道上的一點，但要從近地軌道變軌到軌道，則需要在P點加速，所以衛(wèi)星在P點的速度大于第一宇宙速度，C正確； 在Q點要從軌道變軌到軌道，則需要在Q點加速，即衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過Q點的速度大于在軌道上經(jīng)過Q點的速度，而軌道上的速度小于第一宇宙速度，故衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過Q點時的速度小于第一宇宙速度，D錯誤.,,研透命題點,,,1.解決同步衛(wèi)星問題的“四點”注意,,,,命題點一近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上物體的運行問題,(2)重要手段：構(gòu)建物理模型，繪制草圖輔助分析. (3)物理規(guī)律： 不快不慢：具有特定的運行線速度、角速度和周期. 不
8、高不低：具有特定的位置高度和軌道半徑. 不偏不倚：同步衛(wèi)星的運行軌道平面必須處于地球赤道平面上，只能靜止在赤道上方的特定的點上.,(4)重要條件： 地球的公轉(zhuǎn)周期為1年，其自轉(zhuǎn)周期為1天(24小時)，地球半徑約為6.4103 km，地球表面重力加速度g約為9.8 m/s2. 月球的公轉(zhuǎn)周期約27.3天，在一般估算中常取27天. 人造地球衛(wèi)星的運行半徑最小為r6.4103 km，運行周期最小為T84.8 min，運行速度最大為v7.9 km/s.,2.兩個向心加速度,3.兩種周期 (1)自轉(zhuǎn)周期是天體繞自身某軸線轉(zhuǎn)動一周所需的時間，取決于天體自身轉(zhuǎn)動的快慢. (2)公轉(zhuǎn)周期是運行天體繞中心天體做
9、圓周運動一周所需的時間，T2 ，取決于中心天體的質(zhì)量和運行天體到中心天體的距離.,例1(2018江西省鷹潭市模擬)有a、b、c、d四顆衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉(zhuǎn)動，b在地面附近近地軌道上正常運行，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為24 h，所有衛(wèi)星的運動均視為勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖2所示，則下列關(guān)于衛(wèi)星的說法中正確的是 A.a的向心加速度等于重力加速度g B.c在4 h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角為 C.b在相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長 D.d的運動周期可能是23 h,圖2,,解析同步衛(wèi)星的運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，則a和c的角速度相同，根據(jù)a2r
10、知，c的向心加速度大，由 ma知，c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故a的向心加速度小于重力加速度g，選項A錯誤； 由于c為同步衛(wèi)星，所以c的周期為24 h，因此4 h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角為 ，選項B錯誤； 由四顆衛(wèi)星的運行情況可知，b運行的線速度是最大的，所以其在相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長，選項C正確； d的運行周期比c要長，所以其周期應(yīng)大于24 h，選項D錯誤.,變式1(2016四川理綜3)如圖3所示，1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星“東方紅一號”，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440 km，遠地點高度約為2 060 km；1984年4月8
11、日成功發(fā)射的“東方紅二號”衛(wèi)星運行在赤道上空35 786 km的地球同步軌道上.設(shè)“東方紅一號”在遠地點的加速度為a1，“東方紅二號”的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為 A.a2a1a3 B.a3a2a1 C.a3a1a2 D.a1a2a3,圖3,,解析由于“東方紅二號”衛(wèi)星是同步衛(wèi)星，則其角速度和赤道上的物體角速度相等，根據(jù)a2r，r2r3，則a2a3；由萬有引力定律和牛頓第二定律得，G ma，由題目中數(shù)據(jù)可以得出，r1a2a3，選項D正確.,變式2 (2018福建省南平市第一次質(zhì)檢)如圖4所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，
12、已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動，a是地球同步衛(wèi)星，a和b的軌道半徑相同，且均為c的k倍，已知地球自轉(zhuǎn)周期為T.則 A.衛(wèi)星b也是地球同步衛(wèi)星 B.衛(wèi)星a的向心加速度是衛(wèi)星c的向心加速度的k2倍 C.衛(wèi)星c的周期為 T D.a、b、c三顆衛(wèi)星的運行速度大小關(guān)系為vavb vc,圖4,,解析衛(wèi)星b相對地球不能保持靜止，故不是地球同步衛(wèi)星，A錯誤；,1.變軌原理及過程 (1)為了節(jié)省能量，在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道上.如圖5所示. (2)在A點(近地點)點火加速，由于速度變大，萬有引力不足以提供衛(wèi)星在軌道上做圓周運動的向心力，衛(wèi)星做離心運動進入橢圓軌道. (3)在B點(遠地點)
13、再次點火加速進入圓形軌道.,,,,命題點二衛(wèi)星變軌問題,圖5,2.變軌過程各物理量分析 (1)速度：設(shè)衛(wèi)星在圓軌道和上運行時的速率分別為v1、v3，在軌道上過A點和B點時速率分別為vA、vB.在A點加速，則vAv1，在B點加速，則v3vB，又因v1v3，故有vAv1v3vB. (2)加速度：因為在A點，衛(wèi)星只受到萬有引力作用，故不論從軌道還是軌道上經(jīng)過A點，衛(wèi)星的加速度都相同，同理，經(jīng)過B點加速度也相同. (3)周期：設(shè)衛(wèi)星在、、軌道上的運行周期分別為T1、T2、T3，軌道半徑分別為r1、r2(半長軸)、r3，由開普勒第三定律 k可知T1
14、道上機械能守恒.若衛(wèi)星在、、軌道的機械能分別為E1、E2、E3，則E1
15、P點時的速率,圖6,,,故向心加速度的大小不變，故C錯誤； 衛(wèi)星要從軌道變到軌道上，經(jīng)過P點時必須點火加速，即衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過P點時的速率小于在軌道上經(jīng)過P點時的速率，故D錯誤.,變式3(多選)(2018河北省唐山市上學(xué)期期末)登陸火星需經(jīng)歷如圖7所示的變軌過程，已知引力常量為G，則下列說法正確的是 A.飛船在軌道上運動時，運行的周期T T T B.飛船在軌道上的機械能大于在軌道上的機械能 C.飛船在P點從軌道變軌到軌道，需要在P點朝速 度方向噴氣 D.若軌道貼近火星表面，已知飛船在軌道上運動的角速度，可以推知火星 的密度,圖7,,,,解析根據(jù)開普勒第三定律 k可知，飛船在軌道上運動時，運行
16、的周期T T T，選項A正確； 飛船在P點從軌道變軌到軌道，需要在P點朝速度方向噴氣，從而使飛船減速到達軌道，則在軌道上機械能小于在軌道的機械能，選項B錯誤，C正確； 根據(jù)G m2R以及M R3，解得 ，即若軌道貼近火星表面，已知飛船在軌道上運動的角速度，可以推知火星的密度，選項D正確.,變式4(多選)(2018河南省南陽、信陽等六市二模)若“嫦娥四號”從距月面高度為100 km的環(huán)月圓形軌道上的P點實施變軌，進入近月點為15 km的橢圓軌道，由近月點Q落月，如圖8所示.關(guān)于“嫦娥四號”，下列說法正確的是 A.沿軌道運動至P時，需制動減速才能進入軌道 B. 沿軌道運行的周期大于沿軌道運行的
17、周期 C.沿軌道運行時，在P點的加速度大于在Q點的加速度 D.在軌道上由P點運行到Q點的過程中，萬有引力對其 做正功，它的動能增加，重力勢能減小，機械能不變,圖8,,,解析要使“嫦娥四號”從環(huán)月圓形軌道上的P點實施變軌進入橢圓軌道，需制動減速做近心運動，A正確； 由開普勒第三定律知，沿軌道運行的周期小于沿軌道運行的周期，B錯誤； 萬有引力使物體產(chǎn)生加速度，，沿軌道運行時，在P點的加速度 小于在Q點的加速度，C錯誤； 月球?qū)Α版隙鹚奶枴钡娜f有引力指向月球，所以在軌道上由P點運行到Q點的過程中，萬有引力對其做正功，它的動能增加，重力勢能減小，機械能不變，D正確.,1.雙星模型 (1)定義：繞公共
18、圓心轉(zhuǎn)動的兩個星體組成的系統(tǒng)，我們稱之為雙星系統(tǒng)，如圖9所示. (2)特點： 各自所需的向心力由彼此間的萬有引力提供，即,,,,命題點三雙星或多星模型,圖9,兩顆星的周期及角速度都相同，即 T1T2，12,兩顆星的半徑與它們之間的距離關(guān)系為：r1r2L 兩顆星到圓心的距離r1、r2與星體質(zhì)量成反比，即 . 雙星的運動周期 T2 雙星的總質(zhì)量 m1m2,2.多星模型 (1)定義：所研究星體的萬有引力的合力提供做圓周運動的向心力，除中央星體外，各星體的角速度或周期相同.,圖10,(2)三星模型： 三顆星體位于同一直線上，兩顆質(zhì)量相等的環(huán)繞星圍繞中央星在同一半徑為R的圓形軌道上運行(如圖10甲
19、所示). 三顆質(zhì)量均為m的星體位于等邊三角形的三個頂點上(如圖乙所示).,(3)四星模型： 其中一種是四顆質(zhì)量相等的星體位于正方形的四個頂點上，沿著外接于正方形的圓形軌道做勻速圓周運動(如圖丙所示). 另一種是三顆質(zhì)量相等的星體始終位于正三角形的三個頂點上，另一顆位于中心O，外圍三顆星繞O做勻速圓周運動(如圖丁所示).,例3(多選)(2018全國卷20)2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波.根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程，在兩顆中子星合并前約100 s時，它們相距約400 km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈.將兩顆中子星都看做是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用
20、牛頓力學(xué)知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星 A.質(zhì)量之積 B.質(zhì)量之和 C.速率之和 D.各自的自轉(zhuǎn)角速度,,,解析兩顆中子星運動到某位置的示意圖如圖所示 每秒轉(zhuǎn)動12圈，角速度已知 中子星運動時，由萬有引力提供向心力得,lr1r2 ,質(zhì)量之和可以估算. 由線速度與角速度的關(guān)系vr得 v1r1 v2r2 由式得v1v2(r1r2)l，速率之和可以估算. 質(zhì)量之積和各自自轉(zhuǎn)的角速度無法求解.,變式5(多選)(2018廣東省高考第一次模擬)如圖11，天文觀測中觀測到有三顆星位于邊長為l的等邊三角形三個頂點上，并沿等邊三角形的外接圓做周期為T的勻速圓周運動.已知引力常量為G，不計其他星體對它們的影
21、響，關(guān)于這個三星系統(tǒng)，下列說法正確的是 A.三顆星的質(zhì)量可能不相等 B.某顆星的質(zhì)量為 C.它們的線速度大小均為 D.它們兩兩之間的萬有引力大小為,圖11,,,根據(jù)題意可知其中任意兩顆星對第三顆星的合力指向圓心， 所以這兩顆星對第三顆星的萬有引力等大， 由于這兩顆星到第三顆星的距離相同， 故這兩顆星的質(zhì)量相同，所以三顆星的質(zhì)量一定相同，設(shè)為m，,1.相距最近 兩衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)方向相同，且位于和中心連線的半徑上同側(cè)時，兩衛(wèi)星相距最近，從運動關(guān)系上，兩衛(wèi)星運動關(guān)系應(yīng)滿足(AB)t2n(n1,2,3，). 2.相距最遠 當(dāng)兩衛(wèi)星位于和中心連線的半徑上兩側(cè)時，兩衛(wèi)星相距最遠，從運動關(guān)系上，兩衛(wèi)星運動關(guān)系應(yīng)
22、滿足(AB)t(2n1)(n1,2,3).,,,,命題點四天體的追及相遇問題,例4(2018福建省泉州市考前適應(yīng)性模擬)當(dāng)?shù)厍蛭挥谔柡湍拘侵g且三者幾乎排成一條直線時，稱之為“木星沖日”，2016年3月8日出現(xiàn)了一次“木星沖日”.已知木星與地球幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽近似做勻速圓周運動，木星到太陽的距離大約是地球到太陽距離的5倍.則下列說法正確的是 A.下一次的“木星沖日”時間肯定在2018年 B.下一次的“木星沖日”時間肯定在2017年 C.木星運行的加速度比地球的大 D.木星運行的周期比地球的小,,設(shè)經(jīng)時間t，再次出現(xiàn)“木星沖日”，則有1t2t2，,因此下一次“木星沖日”發(fā)生在2
23、017年，故A錯誤，B正確； 設(shè)太陽質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為m，軌道半徑為r，周期為T，加速度為a.,由于木星到太陽的距離大約是地球到太陽距離的5倍，因此，木星運行的加速度比地球的小，木星運行的周期比地球的大，故C、D錯誤.,變式6(多選)(2019山西省太原市質(zhì)檢)如圖12，三個質(zhì)點a、b、c的質(zhì)量分別為m1、m2、M(M遠大于m1及m2)，在萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時針方向做勻速圓周運動，已知軌道半徑之比為rarb14，則下列說法中正確的有 A.a、b運動的周期之比為TaTb18 B.a、b運動的周期之比為TaTb14 C.從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線
24、12次 D.從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線14次,圖12,,,解析根據(jù)開普勒第三定律：周期的平方與半徑的三次方成正比，則a、b運動的周期之比為18，A對；,可知n<6.75，n可取7個值；,可知m<6.25，m可取7個值，故在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線14次，D對.,,課時作業(yè),,,1.(2018廣東省茂名市第二次模擬)所謂“超級月亮”，就是月球沿橢圓軌道繞地球運動到近地點的時刻，此時的月球看起來比在遠地點時的月球大12%14%，亮度提高了30%.則下列說法中正確的是 A.月球運動到近地點時的速度最小 B.月球運動到近地點時的加速度最大 C.月球由遠地點向近地點運
25、動的過程，月球的機械能增大 D.月球由遠地點向近地點運動的過程，地球?qū)υ虑虻娜f有引力做負功,,,,雙基鞏固練,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析由開普勒第二定律，月球運動到近地點時的速度最大，A錯誤； 由牛頓第二定律和萬有引力定律可得a ，月球運動到近地點時所受引力最大，加速度最大，B正確； 月球繞地球運動過程僅受地球的萬有引力，機械能守恒，C錯誤； 月球由遠地點向近地點運動的過程中二者間距變小，地球?qū)υ虑虻娜f有引力做正功，D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,2.(多選)(2018廣東省深圳市第一次調(diào)研)我國發(fā)射的某衛(wèi)星，其軌道平面與地球赤
26、道在同一平面內(nèi)，衛(wèi)星距地面的高度約為500 km，而地球同步衛(wèi)星的軌道高度約為36 000 km，地球半徑約為6 400 km，地球表面的重力加速度取g10 m/s2，關(guān)于該衛(wèi)星，下列說法中正確的是 A.該衛(wèi)星的線速度大小約為7.7 km/s B.該衛(wèi)星的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度 C.一年內(nèi)，該衛(wèi)星被太陽光照射時間小于同步衛(wèi)星被太陽光照射時間 D.該衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度,,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,由開普勒第三定律知，該衛(wèi)星的周期小于同步衛(wèi)星的周期，則一年內(nèi)，該衛(wèi)星被太陽光照射時間小于同步衛(wèi)星被太陽光照射時間，故C正確. 第一宇宙速度是衛(wèi)星最小的發(fā)射
27、速度，知該衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度，故D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,3.(2018山東省日照市校際聯(lián)合質(zhì)檢)“慧眼”是我國首顆大型X射線天文衛(wèi)星，這意味著我國在X射線空間觀測方面具有國際先進的暗弱變源巡天能力、獨特的多波段快速光觀測能力等.下列關(guān)于“慧眼”衛(wèi)星的說法正確的是 A.如果不加干預(yù)，“慧眼”衛(wèi)星的動能可能會緩慢減小 B.如果不加干預(yù)，“慧眼”衛(wèi)星的軌道高度可能會緩慢降低 C.“慧眼”衛(wèi)星在軌道上處于失重狀態(tài)，所以不受地球的引力作用 D.由于技術(shù)的進步，“慧眼”衛(wèi)星在軌道上運行的線速度可能會大于第一宇宙 速度,,1,2,3,4,5,6,7,8,
28、9,10,11,12,解析衛(wèi)星軌道所處的空間存在極其稀薄的空氣，如果不加干預(yù)，衛(wèi)星的機械能減小，衛(wèi)星的軌道高度會緩慢降低，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,衛(wèi)星的軌道高度降低，衛(wèi)星的線速度增大，衛(wèi)星的動能增大，故A錯誤，B正確. 衛(wèi)星在軌道上，受到的地球引力產(chǎn)生向心加速度，處于失重狀態(tài)，故C錯誤.,4.(多選)(2018山東省淄博市一中三模)2017年4月20日19時41分，“天舟一號”貨運飛船在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，后與“天宮二號”空間實驗室成功對接.假設(shè)對接前“天舟一號”與“天宮二號”都圍繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是 A.“天舟一號”貨運飛船發(fā)射加速上升時
29、，里面的貨物處于超重狀態(tài) B.“天舟一號”貨運飛船在整個發(fā)射過程中，里面的貨物始終處于完全失重狀態(tài) C.為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上向 后噴氣加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接 D.為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上向 前噴氣減速，減速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,解析“天舟一號”貨運飛船發(fā)射加速上升時，加速度向上，則里面的貨物處于超重狀態(tài)，選項A正確，B錯誤； 為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，飛船先在比空間實驗室半徑
30、小的軌道上向后噴氣加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接，選項C正確，D錯誤.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,5.如圖1所示，有A、B兩顆衛(wèi)星繞地心O做圓周運動，旋轉(zhuǎn)方向相同.A衛(wèi)星的周期為T1，B衛(wèi)星的周期為T2，在某一時刻兩衛(wèi)星相距最近，則(引力常量為G) A.兩衛(wèi)星經(jīng)過時間tT1T2再次相距最近 B.兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為 C.若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，可求出地球的密度 D.若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，可求出地球表面的 重力加速度,圖1,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,解析兩衛(wèi)星相距最近時，兩衛(wèi)星應(yīng)該在同
31、一半徑方向上，A比B多轉(zhuǎn)動一圈時，第二次追上，轉(zhuǎn)動的角度相差2，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,A衛(wèi)星的周期為T1，B衛(wèi)星的周期為T2，所以兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為 ，故B正確； 若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，結(jié)合兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比可以求得兩顆衛(wèi)星的軌道半徑，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,但不知道地球的半徑，所以不可求出地球密度和地球表面的重力加速度，故C、D錯誤.,6.(多選)(2018山西省太原市三模)據(jù)NASA報道，“卡西尼”號于2017年4月26日首次到達土星和土星內(nèi)環(huán)(碎冰塊、巖石塊、塵埃等組成)之間，并在近圓軌道做圓周運動，
32、如圖2所示.在極其稀薄的大氣作用下，開啟土星探測之旅的最后階段“大結(jié)局”階段.這一階段持續(xù)到九月中旬，直至墜向土星的懷抱.若“卡西尼”只受土星引力和稀薄氣體阻力的作用，則 A.4月26日，“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度小 于內(nèi)環(huán)的角速度 B.4月28日，“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率大于 內(nèi)環(huán)的速率 C.5月到6月間，“卡西尼”的動能越來越大 D.6月到8月間，“卡西尼”的動能、以及它與土星的引力勢能之和保持不變,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖2,,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度大于內(nèi)環(huán)的角速度，A錯誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
33、,11,12,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率大于內(nèi)環(huán)的速率，B正確；,“卡西尼”的軌道半徑越來越小，動能越來越大，C正確； “卡西尼”的軌道半徑越來越小，動能越來越大，由于稀薄氣體阻力的作用，動能與土星的引力勢能之和減小，D錯誤.,7.(多選)(2018安徽省滁州市上學(xué)期期末)如圖3為某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動的示意圖，若A星的軌道半徑大于B星的軌道半徑，雙星的總質(zhì)量M，雙星間的距離為L，其運動周期為T，則 A.A的質(zhì)量一定大于B的質(zhì)量 B.A的線速度一定大于B的線速度 C.L一定，M越大，T越大 D.M一定，L越大，T越大,,圖3,1,2,3,4,5,6,7,8,9,
34、10,11,12,,解析設(shè)雙星質(zhì)量分別為mA、mB，軌道半徑分別為RA、RB，角速度相等，均為，根據(jù)萬有引力定律可知：,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,因為RARB，所以A的質(zhì)量一定小于B的質(zhì)量，故A錯誤；,根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系有：vARA、vBRB， 因為角速度相等，半徑RARB，所以A的線速度大于B的線速度，故B正確；,所以總質(zhì)量M一定，兩星間距離L越大，周期T越大，故C錯誤，D正確.,8.(2018安徽省池州市上學(xué)期期末)地球和海王星繞太陽公轉(zhuǎn)的方向相同，軌跡都可近似為圓，地球一年繞太陽一周，海王星約164.8年繞太陽一周，海王星沖日現(xiàn)象是指地球處在太陽與海王星
35、之間，2018年9月7日出現(xiàn)過一次海王星沖日，則 A.地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑比海王星的公轉(zhuǎn)軌道半徑大 B.地球的運行速度比海王星的運行速度小 C.2019年不會出現(xiàn)海王星沖日現(xiàn)象 D.2017年出現(xiàn)過海王星沖日現(xiàn)象,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,,,綜合提升練,解析地球的公轉(zhuǎn)周期比海王星的公轉(zhuǎn)周期小，,可知地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑比海王星的公轉(zhuǎn)軌道半徑小，故A錯誤；,可知海王星的運行速度比地球的運行速度小，故B錯誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,9.(2018四川省德陽市高考一診)2016年10月17日發(fā)射的“神舟十一號”飛船于2016年10月19日
36、與“天宮二號”順利實現(xiàn)了對接，如圖4.在對接過程中，“神舟十一號”與“天宮二號”的相對速度非常小，可以認為具有相同速率.它們的運動可以看做是繞地球的勻速圓周運動，設(shè)“神舟十一號”的質(zhì)量為m，對接處距離地球表面高度為h，地球的半徑為r，地球表面處的重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，“神舟十一號”在對接時，下列說法正確的是,圖4,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,解析“神舟十一號”在對接處的重力加速度小于地球表面的重力加速度，對地球的引力小于mg，故A錯誤；,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解得：
37、GMgr2 ,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,10.(多選)(2019福建省龍巖市模擬)宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用.設(shè)四星系統(tǒng)中每個星體的質(zhì)量均為m，半徑均為R，四顆星穩(wěn)定分布在邊長為L的正方形的四個頂點上，其中L遠大于R.已知萬有引力常量為G，忽略星體的自轉(zhuǎn)，則關(guān)于四星系統(tǒng)，下列說法正確的是 A.四顆星做圓周運動的軌道半徑為 B.四顆星做圓周運動的線速度均為 C.四顆星做圓周運動的周期均為2 D.四顆星表面的重力加速度均為G,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,,解析如圖所示，
38、 四顆星均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，,取任一頂點上的星體為研究對象，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,對于在星體表面質(zhì)量為m0的物體，受到的重力等于萬有引力，,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,11.(2019湖北省宜昌市調(diào)研)2013年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程.某航天愛好者提出“玉兔”回家的設(shè)想：如圖5，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到h高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接，然后由飛船送“玉兔”返回地球.設(shè)“玉兔”質(zhì)量為m，月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g月.以月球
39、表面為零勢能面，“玉兔”在h高度的引力勢能可表示為Ep . 若忽略月球的自轉(zhuǎn)，求： (1)“玉兔”在h高度的軌道上的動能；,圖5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析設(shè)月球質(zhì)量為M，“玉兔”在h高度的軌道上的速度大小為v，,(2)從開始發(fā)射到對接完成需要對“玉兔”做的功.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,12.(2018江西省七校第一次聯(lián)考)兩個天體(包括人造天體)間存在萬有引力，并具有由相對位置決定的勢能.如果兩個天體的質(zhì)量分別為m1和m2，當(dāng)它們相距無窮遠時勢能為零，則它們距離為r時，引力
40、勢能為EpG .發(fā)射地球同步衛(wèi)星一般是把它先,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,圖6,送入較低的圓形軌道，如圖6中軌道，再經(jīng)過兩次“點火”，即先在圖中a點處啟動燃氣發(fā)動機，向后噴出高壓燃氣，衛(wèi)星得到加速，進入圖中的橢圓軌道，在軌道的遠地點b處第二次“點火”，衛(wèi)星再次被加速，此后，沿圖中的圓形軌道(即同步軌道)運動.設(shè)某同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球半徑為R，軌道距地面非常近，軌道距地面的距離近似為6R，地面處的重力加速度為g，并且每次點火經(jīng)歷的時間都很短，點火過程中衛(wèi)星的質(zhì)量減少可以忽略.求：,(1)從軌道轉(zhuǎn)移到軌道的過程中，合力對衛(wèi)星所做的總功是多少？,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,解析衛(wèi)星在軌道和軌道做圓周運動，應(yīng)滿足：,(2)兩次“點火”過程中燃氣對衛(wèi)星所做的總功是多少？,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,
2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 專題強化五 天體運動的“四類熱點”問題課件 教科版.ppt
