2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第5章 專題強(qiáng)化6 天體運(yùn)動(dòng)中的三類典型問題

第五章萬有引力與宇宙航行專題強(qiáng)化六天體運(yùn)動(dòng)中的三類典型問題核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破提能訓(xùn)練練案[26]核心考點(diǎn)·重點(diǎn)突破1赤道上物體、近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的差異(能力考點(diǎn)·深度研析)1．地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)相對(duì)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“七個(gè)一定”的特點(diǎn)：(1)軌道平面一定：軌道平面與赤道平面共面。(2)周期一定：與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T＝24h。(3)角速度一定：與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同。(7)繞行方向一定：運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致。2．赤道上的物體、近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的異同點(diǎn)比較內(nèi)容赤道上的物體近地衛(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萬有引力軌道半徑地球半徑R地球半徑R地球半徑R與衛(wèi)星離地面高度h之和?考向1同步衛(wèi)星問題(2021·河北卷)“祝融號(hào)”火星車登陸火星之前，“天問一號(hào)”探測(cè)器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，其周期為2個(gè)火星日。假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個(gè)火星日。已知一個(gè)火星日的時(shí)長(zhǎng)約為一個(gè)地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軌道半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為()D?考向2赤道上的物體、近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星的差異【跟蹤訓(xùn)練】

(同步衛(wèi)星問題)盧旺達(dá)2023年5月2日至3日遭受強(qiáng)降雨，引發(fā)該地區(qū)的洪水和山體滑坡等災(zāi)害。我國通過風(fēng)云—2H靜止氣象衛(wèi)星提供持續(xù)監(jiān)測(cè)。風(fēng)云—2H衛(wèi)星于2018年6月5日成功發(fā)射到離地面高度約為地球半徑5倍的地球靜止軌道，可以為亞太空間合作組織成員國和“一帶一路”沿線國家提供良好的觀測(cè)視角和高頻次區(qū)域觀測(cè)。則關(guān)于風(fēng)云—2H衛(wèi)星說法正確的是()CA．圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度B．運(yùn)行速度應(yīng)是7.9km/s

(赤道上的物體、近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星的差異)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(dòng)，b在地面附近近地軌道上正常運(yùn)行，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測(cè)衛(wèi)星，設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為24h，所有衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則下列關(guān)于衛(wèi)星的說法中正確的是()A．a(chǎn)的向心加速度等于重力加速度gC2人造衛(wèi)星的變軌及對(duì)接問題(能力考點(diǎn)·深度研析)1．兩類變軌情況的分析兩類變軌離心運(yùn)動(dòng)近心運(yùn)動(dòng)變軌結(jié)果變?yōu)闄E圓軌道或在更高圓軌道上運(yùn)動(dòng)變?yōu)闄E圓軌道運(yùn)動(dòng)或在更低圓軌道上運(yùn)動(dòng)能量變化機(jī)械能增加(高軌動(dòng)能減小，勢(shì)能增加)機(jī)械能減小(低軌動(dòng)能增加，勢(shì)能減小)2.變軌過程各物理量比較3.衛(wèi)星的對(duì)接問題在低軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，加速后可以與高軌道的衛(wèi)星對(duì)接。同一軌道的衛(wèi)星，不論加速或減速都不能對(duì)接。?考向1衛(wèi)星變軌問題中各物理量的比較(2024·山西太原高三聯(lián)考)2023年11月28日，中國載人航天工程辦公室公布了神舟十六號(hào)拍攝到的我國空間站的照片和在空間站拍攝到的神舟十六號(hào)撤離時(shí)的震撼畫面。神舟十六號(hào)載人飛船于10月30日成功撤離空間站組合體，標(biāo)志著中國空間站建設(shè)又一重要里程碑?？臻g站與神舟十六號(hào)飛船分離前按照如圖所示的運(yùn)行方向在圓軌道③上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空間站與飛船在Q點(diǎn)分離，隨后飛船進(jìn)入橢圓軌道②，逐步轉(zhuǎn)移到近地軌道①，再尋找合適的時(shí)機(jī)進(jìn)入大氣層。不考慮飛船、空間站在太空中受到的阻力，下列說法正確的是()CA．神舟十六號(hào)飛船在Q點(diǎn)分離時(shí)需要啟動(dòng)自身推進(jìn)系統(tǒng)，朝與運(yùn)行方向相反的方向噴火B(yǎng)．神舟十六號(hào)飛船在從Q到P的過程中機(jī)械能越來越小C．神舟十六號(hào)飛船在軌道②、軌道③上分別經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的向心加速度相同D．神舟十六號(hào)飛船在軌道②上經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)運(yùn)行速度小于第一宇宙速度[解析]

神舟十六號(hào)飛船在從軌道③變到軌道②上時(shí)要減速，故自身推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)朝運(yùn)行方向噴火，產(chǎn)生一個(gè)與運(yùn)行方向相反的阻力讓飛船減速，故A錯(cuò)誤；飛船在軌道②上運(yùn)行時(shí)，只有引力做功，機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；飛船在軌道②、軌道③上分別經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)，只受到地球?qū)λ麄兊娜f有引力的作用，因此加速度相同，同時(shí)軌道②上Q點(diǎn)速度最小，切向加速度為0，故向心加速度相同，故C正確；飛船在軌道②上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)，相較于軌道①做離心運(yùn)動(dòng)，而軌道①上的運(yùn)行速度等于第一宇宙速度，故P點(diǎn)速度大于第一宇宙速度，故D錯(cuò)誤。故選C。?考向2衛(wèi)星的對(duì)接問題

我國是少數(shù)幾個(gè)掌握飛船對(duì)接技術(shù)的國家之一，為了實(shí)現(xiàn)神舟飛船與天宮號(hào)空間站的順利對(duì)接，具體操作應(yīng)為()A．飛船與空間站在同一軌道上且沿相反方向做圓周運(yùn)動(dòng)接觸后對(duì)接B．空間站在前、飛船在后且兩者沿同一方向在同一軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，在合適的位置飛船加速追上空間站后對(duì)接C．空間站在高軌道，飛船在低軌道且兩者同向飛行，在合適的位置飛船加速追上空間站后對(duì)接D．飛船在前、空間站在后且兩者在同一軌道同向飛行，在合適的位置飛船減速然后與空間站對(duì)接C[解析]

飛船在軌道上高速運(yùn)動(dòng)，如果在同一軌道上沿相反方向運(yùn)動(dòng)，則最終會(huì)撞擊而不是成功對(duì)接，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；兩者在同一軌道上，飛船加速后做離心運(yùn)動(dòng)，則飛船飛到較高軌道，故不能采取同一軌道加速對(duì)接，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；飛船在低軌道加速做離心運(yùn)動(dòng)，在合適的位置，飛船追上空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故C項(xiàng)正確；兩者在同一軌道飛行時(shí)，飛船減速做近心運(yùn)動(dòng)，飛船的軌道高度要降低，故不可能與同一軌道的空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3雙星及多星系統(tǒng)問題(能力考點(diǎn)·深度研析)?考向1雙星模型(1)定義：繞公共圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)星體組成的系統(tǒng)，我們稱之為雙星系統(tǒng)。如圖所示。(2)特點(diǎn)BD?考向2三星模型

(多選)太空中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)他們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行，如圖甲所示；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行，如圖乙所示。設(shè)這三個(gè)星體的質(zhì)量均為M，且兩種系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期相同，則(

)BD解決雙星、多星問題，要抓住四點(diǎn)(1)根據(jù)雙星或多星的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律，確定系統(tǒng)的中心以及運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。(2)星體的向心力由其他天體的萬有引力的合力提供。(3)星體的角速度相等。(4)星體的軌道半徑不是天體間的距離。要利用幾何知識(shí)，尋找兩者之間的關(guān)系，正確計(jì)算萬有引力和向心力。?考向3四星模型

(多選)(2022·安徽月考)如圖為一種由四顆星體組成的穩(wěn)定星系，四顆質(zhì)量均為m的星體位于邊長(zhǎng)