2023版高考物理一輪總復(fù)習(xí)第四章專(zhuān)題三天體運(yùn)動(dòng)突破專(zhuān)題課件

專(zhuān)題三天體運(yùn)動(dòng)突破專(zhuān)題突破1近地衛(wèi)星、赤道上的物體及同步衛(wèi)星的比較1.同步衛(wèi)星的六個(gè)“一定”.

2.近地衛(wèi)星是在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，其運(yùn)行的軌道半徑可近似認(rèn)為等于地球的半徑，其運(yùn)行線速度約為7.9km/s，運(yùn)行周期約為84min.3.近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的三種勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較.(續(xù)表)(續(xù)表)

【典題1】(2021

年湖南長(zhǎng)沙模擬)甲是地球赤道上的一個(gè)物體，乙是“神舟十號(hào)”宇宙飛船(周期約90min)，丙是地球的同步衛(wèi)星，它們運(yùn)行的軌道示意圖如圖Z3-1所示，它們都繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng).下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()圖Z3-1同步衛(wèi)星丙的周期為24h，大于乙的周期，則丙的軌道半徑大于乙的軌道半徑.根據(jù)線速度、加速度與軌道半徑的關(guān)系，知v丙<v乙，a丙<a乙.又因?yàn)榧着c丙的角速度相等，根據(jù)v＝ωr知v甲<v丙，根據(jù)a＝ω2r知a甲<a丙，AB錯(cuò)誤；因?yàn)榧撞皇切l(wèi)星，它的周期與貼近星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期不同，根據(jù)甲的周期無(wú)法求出地球的密度，C錯(cuò)誤；答案：D突破2衛(wèi)星的變軌問(wèn)題變軌原理及過(guò)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Ⅰ上.如圖Z3-2所示.圖Z3-2

(2)在A點(diǎn)(近地點(diǎn))點(diǎn)火加速，由于速度變大，萬(wàn)有引力不足以提供在軌道Ⅰ上做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ.(3)在B點(diǎn)(遠(yuǎn)地點(diǎn))再次點(diǎn)火加速進(jìn)入圓形軌道Ⅲ.

【典題2】(2020

年湖北武漢開(kāi)學(xué)考)2020年

7月

23日，中國(guó)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器發(fā)射升空，成功進(jìn)入預(yù)定軌道，開(kāi)啟了火星探測(cè)之旅，邁出了我國(guó)自主開(kāi)展行星探測(cè)的第一步.如圖Z3-3所示，“天問(wèn)一號(hào)”被火星捕獲之后，需要在近火星點(diǎn)變速，進(jìn)入環(huán)繞火星的橢圓軌道.則“天問(wèn)一號(hào)”()圖Z3-3誤；根據(jù)開(kāi)普勒第三定律＝k，在軌道Ⅰ上運(yùn)行的半長(zhǎng)A.在軌道Ⅱ上P點(diǎn)的速度小于Q點(diǎn)的速度B.在軌道Ⅰ上運(yùn)行周期大于軌道Ⅱ上運(yùn)行周期C.由軌道Ⅰ變軌進(jìn)入軌道Ⅱ需要在P點(diǎn)加速D.在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的向心加速度大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的向心加速度

解析：在軌道Ⅱ上P點(diǎn)到Q點(diǎn)，火星的引力對(duì)其做負(fù)功，則速度減小，即P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度，故A錯(cuò)r3T2軸大于軌道Ⅱ上運(yùn)行的半長(zhǎng)軸，則在軌道Ⅰ上運(yùn)行周期大于軌道Ⅱ上運(yùn)行周期，故B正確；由軌道Ⅰ變軌進(jìn)入軌道Ⅱ需要在P點(diǎn)減速，做向心運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)受到火星的引力等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的引力，則在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的向心加速度等于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的向心加速度，故D錯(cuò)誤.答案：B

【考點(diǎn)突破】(2021年遼寧朝陽(yáng)模擬)2020年

7月

31日“北斗三號(hào)”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開(kāi)通，向全世界提供連續(xù)穩(wěn)定服務(wù)，“北斗”系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星暨“北斗三號(hào)”最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星是6月23日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，已知該衛(wèi)星被發(fā)射到地球靜止軌道，如圖Z3-4所示為該衛(wèi)星運(yùn)行示意圖，其中軌道Ⅰ為近地軌道，軌道Ⅱ?yàn)闄E圓軌道，軌道Ⅲ為同步軌道，A、B兩點(diǎn)為橢圓軌道與兩圓軌道的切點(diǎn)，該衛(wèi)星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的周期分別為T(mén)1、T2、T3，在軌道Ⅰ和軌道Ⅲ的線速度大小分別

的是()圖Z3-4A.該衛(wèi)星發(fā)射到Ⅰ軌道的發(fā)射速度大于7.9km/s，小于11.2km/sB.該衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行到A點(diǎn)時(shí)，如果向后噴氣，可以進(jìn)入軌道ⅡC.v2>v1>v3，T1<T2<T3D.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的加速度大于赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度

解析：軌道Ⅰ為近地軌道，則該衛(wèi)星發(fā)射到Ⅰ軌道的發(fā)射速度等于7.9km/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，符合題意；該衛(wèi)星在軌道Ⅰ運(yùn)行到A點(diǎn)時(shí)，如果向后噴氣進(jìn)行加速做離心運(yùn)動(dòng)，可以進(jìn)入軌道Ⅱ，即v2>v1，選項(xiàng)B正確，不符合題

選項(xiàng)C正確，不符合題意；衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的周期等于地4π2r球自轉(zhuǎn)的周期，根據(jù)a＝T2可知，衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的加速度大于赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度，選項(xiàng)D正確，不符合題意.

答案：A突破3天體的追及問(wèn)題

“天體相遇”，指兩天體相距最近.若兩環(huán)繞天體的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道在同一平面內(nèi)，則兩環(huán)繞天體與中心天體在同一直線上，且位于中心天體的同側(cè)(或異側(cè))時(shí)相距最近(或最遠(yuǎn))，類(lèi)似于在田徑場(chǎng)賽道上的循環(huán)長(zhǎng)跑比賽，跑得快的每隔一段時(shí)間多跑一圈追上并超過(guò)跑得慢的，如圖Z3-5所示.解決這類(lèi)問(wèn)題有兩種常用方法：圖Z3-51.角度關(guān)系.設(shè)天體1(離中心近些)與天體2某時(shí)刻相距最近，如果經(jīng)過(guò)時(shí)間t，兩天體與中心連線半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度之差

(或和)等于2π的整數(shù)倍，則兩天體又相距最近，即ω1t－ω2t＝2nπ(n＝1，2，3，…)(同向)或ω1t＋ω2t＝2nπ(n＝1，2，3，…)(反向)；如果經(jīng)過(guò)時(shí)間t′，兩天體與中心連線半徑轉(zhuǎn)過(guò)的角度之差(或和)等于π的奇數(shù)倍，則兩天體又相距最遠(yuǎn)，即ω1t′－ω2t′＝(2n－1)π(n＝1，2，3，…)(同向)或ω1t′＋ω2t′＝

(2n－1)π(n＝1，2，3，…)(反向).2.圈數(shù)關(guān)系.

【典題3】如圖Z3-6所示，有A、B兩顆行星繞同一顆恒星M做圓周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為T(mén)1，B行星的周期為T(mén)2，在某一時(shí)刻兩行星相距最近，則：(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，兩行星再次相距最近？(2)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，兩行星第一次相距最遠(yuǎn)？圖Z3-6解：A、B兩顆行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供T1<T2.可見(jiàn)當(dāng)A運(yùn)動(dòng)完一周時(shí)，B還沒(méi)有運(yùn)動(dòng)完一周，但是要它們相距最近，只有A、B兩行星和恒星M的連線再次在一條直線上，且A、B在M的同側(cè)，從角度上看，在相同時(shí)間內(nèi)，