高考物理大一輪復(fù)習(xí)精講課件：第4章曲線運動萬有引力與航天第6課時(小專題)天體運動中的“四大難點”模板演示教學(xué)

1、高考物理大一輪復(fù)習(xí)精講課件：第4章曲線運動萬有引力與航天第6課時(小專題)天體運動中的“四大難點”模板【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】1(2014江西鷹潭市高三第二次模擬考試江西鷹潭市高三第二次模擬考試)有有a、b、c、d四四顆衛(wèi)星，顆衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉(zhuǎn)動，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動，在地面附近近地軌道上正常運動，c是地球同步衛(wèi)星，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，所有衛(wèi)星的運動均視為勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖運動均視為勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖1所示，所

2、示，則下列關(guān)于衛(wèi)星的說法中正確的是則下列關(guān)于衛(wèi)星的說法中正確的是()圖圖1【典例【典例2】 (多選多選)在在發(fā)射一顆質(zhì)量為發(fā)射一顆質(zhì)量為m的人造地球同步衛(wèi)星的人造地球同步衛(wèi)星時，先將其發(fā)射到貼近地球表面運行的圓軌道時，先將其發(fā)射到貼近地球表面運行的圓軌道上上(離地面離地面高度忽略不計高度忽略不計)，再通過一橢圓軌道，再通過一橢圓軌道變軌后到達距地面高變軌后到達距地面高為為h的預(yù)定圓軌道的預(yù)定圓軌道上。已知它在圓形軌道上。已知它在圓形軌道上運行的加速上運行的加速度為度為g，地球半徑為，地球半徑為R，圖，圖2中中PQ長約為長約為8R，衛(wèi)星在變軌過程，衛(wèi)星在變軌過程中質(zhì)量不變，則中質(zhì)量不變，則()圖

3、圖2第一步：抓住信息第一步：抓住信息構(gòu)建運動模型構(gòu)建運動模型第二步：找突破口第二步：找突破口理清思路理清思路解題模板解題模板【變式訓(xùn)練】【變式訓(xùn)練】2(多選多選)如如圖圖3是是“嫦娥三號嫦娥三號”飛行軌道示意圖。假設(shè)飛行軌道示意圖。假設(shè)“嫦娥嫦娥三號三號”運行經(jīng)過運行經(jīng)過P點第一次通過近月制動使點第一次通過近月制動使“嫦娥三號嫦娥三號”在在距離月面高度為距離月面高度為100 km的圓軌道的圓軌道上運動，再次經(jīng)過上運動，再次經(jīng)過P點時點時第二次通過近月制動使第二次通過近月制動使“嫦娥三號嫦娥三號”在距離月面近地點為在距離月面近地點為Q、高度為高度為15 km，遠地點為，遠地點為P、高度為、高度為

4、100 km的橢圓軌道的橢圓軌道上上運動，下列說法正確的是運動，下列說法正確的是()圖圖3A“嫦娥三號嫦娥三號”在距離月面高度為在距離月面高度為100 km的圓軌道的圓軌道上運上運動時速度大小可能變化動時速度大小可能變化B“嫦娥三號嫦娥三號”在距離月面高度在距離月面高度100 km的圓軌道的圓軌道上運動上運動的周期一定大于在橢圓軌道的周期一定大于在橢圓軌道上運動的周期上運動的周期C“嫦娥三號嫦娥三號”在橢圓軌道在橢圓軌道上運動經(jīng)過上運動經(jīng)過Q點時的加速率點時的加速率一定大于經(jīng)過一定大于經(jīng)過P點時的加速度點時的加速度D“嫦娥三號嫦娥三號”在橢圓軌道在橢圓軌道上運動經(jīng)過上運動經(jīng)過Q點時的速率可點時

5、的速率可能小于經(jīng)過能小于經(jīng)過P點時的速率點時的速率解析解析“嫦娥三號嫦娥三號”在距離月面高度為在距離月面高度為100 km的圓軌道上運的圓軌道上運動是勻速圓周運動，速度大小不變，選項動是勻速圓周運動，速度大小不變，選項A錯誤；由于圓軌錯誤；由于圓軌道的軌道半徑大于橢圓軌道半長軸，根據(jù)開普勒定律，道的軌道半徑大于橢圓軌道半長軸，根據(jù)開普勒定律，“嫦嫦娥三號娥三號”在距離月面高度在距離月面高度100 km的圓軌道的圓軌道上運動的周期一上運動的周期一定大于在橢圓軌道定大于在橢圓軌道上運動的周期，選項上運動的周期，選項B正確；由于在正確；由于在Q點點“嫦娥三號嫦娥三號”所受萬有引力大，所以所受萬有引力

6、大，所以“嫦娥三號嫦娥三號”在橢圓在橢圓軌道軌道上運動經(jīng)過上運動經(jīng)過Q點時的加速度一定大于經(jīng)過點時的加速度一定大于經(jīng)過P點時的加點時的加速度，選項速度，選項C正確；正確； “嫦娥三號嫦娥三號”在橢圓軌道上運動的引力勢能和動能之和保持在橢圓軌道上運動的引力勢能和動能之和保持不變，不變，Q點的引力勢能小于點的引力勢能小于P點的引力勢能，所以點的引力勢能，所以“嫦娥三嫦娥三號號”在橢圓軌道在橢圓軌道上運動到上運動到Q點的動能較大，速度較大，所點的動能較大，速度較大，所以以“嫦娥三號嫦娥三號”在橢圓軌道在橢圓軌道上運動經(jīng)過上運動經(jīng)過Q點時的速率一定點時的速率一定大于經(jīng)過大于經(jīng)過P點時的速率，選項點時的

7、速率，選項D錯誤。錯誤。答案答案BC突破三天體運動中的能量問題突破三天體運動中的能量問題1衛(wèi)衛(wèi)星星(或航天器或航天器)在同一圓形軌道上運動時，機械能不變。在同一圓形軌道上運動時，機械能不變。2航天器在不同軌道上運行時機械能不同，軌道半徑越大，航天器在不同軌道上運行時機械能不同，軌道半徑越大，機械能越大。機械能越大?！咀兪接?xùn)練】【變式訓(xùn)練】3(多選多選)(2013新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，20)目目前，在地球周圍有許多前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中

8、，且軌道半徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是是()A衛(wèi)星的動能逐漸減小衛(wèi)星的動能逐漸減小B由于地球引力做正功，引力勢能一定減小由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C由于氣體阻力做負功，地球引力做正功，機械能保持不變由于氣體阻力做負功，地球引力做正功，機械能保持不變D衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小突破四衛(wèi)星的追及相遇問題突破四衛(wèi)星的追及相遇問題某某星體的兩顆衛(wèi)星之間的距離有最近和最遠之分，但它們星體的兩顆衛(wèi)星之間的距離有最近和最遠

9、之分，但它們都處在同一條直線上。由于它們的軌道不是重合的，因此都處在同一條直線上。由于它們的軌道不是重合的，因此在最近和最遠的相遇問題上不能通過位移或弧長相等來處在最近和最遠的相遇問題上不能通過位移或弧長相等來處理，而是通過衛(wèi)星運動的圓心角來衡量，若它們初始位置理，而是通過衛(wèi)星運動的圓心角來衡量，若它們初始位置在同一直線上，實際上內(nèi)軌道所轉(zhuǎn)過的圓心角與外軌道所在同一直線上，實際上內(nèi)軌道所轉(zhuǎn)過的圓心角與外軌道所轉(zhuǎn)過的圓心角之差為轉(zhuǎn)過的圓心角之差為的整數(shù)倍時就是出現(xiàn)最近或最遠的的整數(shù)倍時就是出現(xiàn)最近或最遠的時刻。時刻?！镜淅镜淅?】(多選多選)(2014新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，19)太太陽系各

10、行星陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動。當(dāng)?shù)貛缀踉谕黄矫鎯?nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成球恰好運行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖日行星沖日”。據(jù)報道，。據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：年各行星沖日時間分別是：1月月6日木星沖日；日木星沖日；4月月9日火星沖日；日火星沖日；5月月11日土星沖日；日土星沖日；8月月29日海王星沖日；日海王星沖日；10月月8日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示。則下列判斷正確的是的軌道半徑如下表所示。則下列判斷正確的是()A各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象 B在在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半D地外行星中，海王