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

1、第6節(jié)習(xí)題課天體運(yùn)動(dòng)學(xué)考報(bào)告知識(shí)內(nèi)容天體運(yùn)動(dòng)考試要求學(xué)考選考CC基本要求1掌握解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)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(huì)分析衛(wèi)星（或飛船）的變軌問(wèn)題發(fā)展要求掌握雙星的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及其問(wèn)題的分析課堂導(dǎo)學(xué) ：: : : : :基礎(chǔ);自該;話課呈直:動(dòng)知識(shí)點(diǎn)一 解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的模型及思路基礎(chǔ)梳理1種模型無(wú)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(dòng)2兩條思路在中心天體表面或附近時(shí)，萬(wàn)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(gè)用途：GM=gR2f稱(chēng)為黃金代換法；求g=華,從而把萬(wàn)有引力定律

2、與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合解題。(2)天體運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于中心天體的萬(wàn)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(cuò)誤，B正確。答案B知識(shí)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(gè)物體求解衛(wèi)星運(yùn)行問(wèn)題時(shí)，一定要認(rèn)清三個(gè)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(lái)源萬(wàn)有引力的分力萬(wàn)有引力向心力方向指向地心重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系重力略小于萬(wàn)有引力重力等于

3、萬(wàn)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(jiàn)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(cuò)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(cuò)誤。答案D知識(shí)點(diǎn)三：人造衛(wèi)星的變軌問(wèn)題基礎(chǔ)梳理1.當(dāng)衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬(wàn)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(shí)，萬(wàn)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(shí)，G怡嶺,即萬(wàn)有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)。當(dāng)衛(wèi)星的速度突然減小時(shí)，即萬(wàn)有引力大于所需要的向心力，衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng)，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(shí)，衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力相同，所以加速度相同。4.飛船對(duì)接問(wèn)題:兩飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)的對(duì)接船通過(guò)合理地加速，做離心

5、運(yùn)動(dòng)而追上目標(biāo)船與 其完成對(duì)接。典例精析【例3】2013年5月2日凌晨0時(shí)06分，我國(guó)“中星11號(hào)”通信衛(wèi)星發(fā)射成功?！爸行?1號(hào)”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(guò)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(shí)，以下說(shuō)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(guò)。點(diǎn)時(shí)的速度大于它在軌道2上經(jīng)過(guò)。點(diǎn)時(shí)的速度D

6、衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度大于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度解析衛(wèi)星在圓軌道上做勻速曲冋運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)所受的萬(wàn)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(dòng)，說(shuō)明 引力不足以提供衛(wèi)星以血速率運(yùn)行時(shí)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(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒可知此時(shí)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(shí)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(dòng)，說(shuō)明F加乎，衛(wèi)星在圓軌道

7、3上運(yùn)行時(shí)，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(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),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(dòng)，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(zhēng)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(cuò)誤；由加+知VGMT9廠減小，e變大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;2兀由知T減小,血變大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A典例精析【例4】?jī)蓚€(gè)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(dòng)，兩者的距離保持不變，科學(xué)家把這樣的兩個(gè)天體稱(chēng)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(dòng)的向心力對(duì)叫叨=叱2小iGmxm2對(duì) m2：