(浙江專用)學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天第6節(jié)習(xí)題課天體運(yùn)動課件新人教版必修2

1、第6節(jié)習(xí)題課天體運(yùn)動學(xué)考報(bào)告知識內(nèi)容天體運(yùn)動考試要求學(xué)考選考CC基本要求1掌握解決天體運(yùn)動問題的思路和方法2理解赤道物體、同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星的區(qū)別3 會分析衛(wèi)星（或飛船）的變軌問題發(fā)展要求掌握雙星的運(yùn)動特點(diǎn)及其問題的分析課堂導(dǎo)學(xué) ：: : : : :基礎(chǔ);自該;話課呈直:動知識點(diǎn)一 解決天體運(yùn)動問題的模型及思路基礎(chǔ)梳理1種模型無論自然天體（如地球）還是人造天體（如宇宙飛船）都可以看做質(zhì)點(diǎn)，圍繞中心天體（視為靜止）做勻速圓周運(yùn)動2兩條思路在中心天體表面或附近時，萬有引力近似等于重力，即G=mg(g表示天體表面的重力加速度)，此式兩個用途：GM=gR2f稱為黃金代換法；求g=華,從而把萬有引力定律

2、與運(yùn)動學(xué)公式相結(jié)合解題。(2)天體運(yùn)動的向心力來源于中心天體的萬有引力，即G弓型V2 24兀2jr=m=mrco =mrr=manQ2 2解析由(2&)周期GMm 2=man=m=mco1(2RQ)=nr(2R及 GM=gR,可得衛(wèi)星的向心加速度Qn=，角速度血=贏，線速度0 = 2：昭,以A、C D錯誤，B正確。答案B知識點(diǎn)二赤道上的物體與同步衛(wèi)星、近地 衛(wèi)星的比較1三個物體求解衛(wèi)星運(yùn)行問題時，一定要認(rèn)清三個物體（赤道上的物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星）之間的關(guān)系。比較內(nèi)容赤道表面的物體近地衛(wèi)星同步衛(wèi)星向心力來源萬有引力的分力萬有引力向心力方向指向地心重力與萬有引力的關(guān)系重力略小于萬有引力重力等于

3、萬有引力線速度巧=5 v3 1 =J - 3 ：, - HGM=卞n 3 =氣 ( R + 力) GM=(R+h) 3ata3r2r3C.a1a23B.r1r2r3T).a1a3a2解析衛(wèi)星的速度V竿可見衛(wèi)星距離地心越遠(yuǎn)，即r越大，則速度越小，所以cor19選項(xiàng)A、B均錯誤；由GpV3V2o ?是同步衛(wèi)星，其角速度少與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，所以其線速度5 = 3丫 = 繆，同步衛(wèi)星g的軌道半徑大于近地資源衛(wèi)星p的軌道半徑，可知g的向心加速度a3a2o由于同步衛(wèi)星g的角速度少與地球自 轉(zhuǎn)的角速度相同，即與地球赤道上的山丘0的角速度相同，但q軌道半徑大于0的軌道 半徑，根據(jù)/可知如宀3。根據(jù)以上分析

4、可知，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯誤。答案D知識點(diǎn)三：人造衛(wèi)星的變軌問題基礎(chǔ)梳理1.當(dāng)衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動時，萬有引力提供向心力，滿足1=2當(dāng)衛(wèi)星由于某種原因速度改變時，萬有引力不再等于向心力，衛(wèi)星將做變軌運(yùn)行。 當(dāng)衛(wèi)星的速度突然增加時，G怡嶺,即萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動。當(dāng)衛(wèi)星的速度突然減小時，即萬有引力大于所需要的向心力，衛(wèi)星將做近心運(yùn)動，衛(wèi)星的發(fā)射和回收就是利用這一原理。3.衛(wèi)星到達(dá)橢圓軌道與圓軌道的公切點(diǎn)時，衛(wèi)星受到的萬有引力相同，所以加速度相同。4.飛船對接問題:兩飛船實(shí)現(xiàn)對接前應(yīng)處于高低不同的兩軌道上，目標(biāo)船處于較高軌道，在較低軌道上運(yùn)動的對接船通過合理地加速，做離心

5、運(yùn)動而追上目標(biāo)船與 其完成對接。典例精析【例3】2013年5月2日凌晨0時06分，我國“中星11號”通信衛(wèi)星發(fā)射成功?！爸行?1號”是一顆地球同步衛(wèi)星，它主要用于為亞太地區(qū)等區(qū)域用戶提供商業(yè)通信服務(wù)。圖2如圖2為發(fā)射過程的示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢 圓軌道2運(yùn)行，最后再一次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于。點(diǎn), 軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時，以下說法正確的 是（）A衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過。點(diǎn)時的速度大于它在軌道2上經(jīng)過。點(diǎn)時的速度D

6、衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的速度大于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時的速度解析衛(wèi)星在圓軌道上做勻速曲冋運(yùn)動時有:G2T = mf因?yàn)閺S1巧，由69 =尸得3693。在Q點(diǎn)，衛(wèi)星沿著圓軌道1運(yùn)行與沿著橢圓軌道2運(yùn)行時所受的萬有引力相等，在圓軌道21111上引力剛好等于向心力，即F=罟。而在橢圓軌道2上衛(wèi)星做離心運(yùn)動，說明 引力不足以提供衛(wèi)星以血速率運(yùn)行時所需的向心力，即Fvf產(chǎn)，所以v2vloIll111111衛(wèi)星在橢圓軌道2上運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)P時，根據(jù)機(jī)械能守恒可知此時的速率鞏5, 在P點(diǎn)衛(wèi)星沿橢圓軌道2運(yùn)行與沿著圓軌道3運(yùn)行時所受的地球引力也相等，但是 衛(wèi)星在橢圓軌道2上做近心運(yùn)動，說明F加乎，衛(wèi)星在圓軌道

7、3上運(yùn)行時，弓|力 剛好等于向心力，即Ff=myf所以切巧。由以上可知，速率從大到小排列為:V1V1V3V2 o答案B探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動,即學(xué)即練變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動，則變軌后與變軌前相比（）A.軌道半徑變小C線速度變小解析由G劣=加爭知T=2nB向心加速度變小D.角速度變小能，變軌后T減小，則廠減小，故選項(xiàng)A正確；由n知廠減小，n變大，故選項(xiàng)B錯誤；由加+知VGMT9廠減小，e變大，故選項(xiàng)C錯誤;2兀由知T減小,血變大，故選項(xiàng)D錯誤。答案A典例精析【例4】兩個靠得很近的天體，離其他天體非常遙遠(yuǎn)，它們以其連線上某一點(diǎn)O為圓心各自做勻速圓周運(yùn)動，兩者的距離保持不變，科學(xué)家把這樣的兩個天體稱為“雙星”，如圖3所示。已知雙星的質(zhì)量分別為加1和加2,它們之間的距離為乙，求雙星的運(yùn)行軌道半徑口和廠2及運(yùn)行周圖3解析 雙星間的引力提供了各自做圓周運(yùn)動的向心力對叫叨=叱2小iGmxm2對 m2：