人教版高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行专题四天体运动的“三个”热点问题课件（36页PPT）

(共36张PPT)
第七章　万有引力与宇宙航行
专题四　天体运动的“三个”热点问题
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拓展一
专题　讲座
1. 卫星的稳定运行
当卫星在轨道上做匀速圆周运动时，其线速度大小、角速度、周期、轨道半径保持不 变，称为稳定运行状态.如图所示，当卫星在Ⅰ轨道或Ⅱ轨道上运行时，其线速度大 小、角速度保持不变，但在不同轨道上线速度大小、角速度不同.
3. 同步卫星的变轨道发射问题
发射同步卫星及比较远的卫星一般不采用普通卫星的直接发射方法，而是采用变轨道 发射，以在赤道发射为例，如图所示，首先，利用第一级火箭将卫星送到180～200 km的高空，依靠惯性进入停泊轨道1.然后第二、三级火箭点火，卫星进入椭圆转移 轨道2，且轨道远地点P的高度为35 800 km.当到达远地点且相对地面位置符合要求 时，卫星启动发动机，然后进入同步轨道3.实际发射场地一般不在赤道上，
实际发射变轨过程如图所示，轨道多不在同一平面内.
研习　经典
D
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
卫星变轨问题的处理技巧
C
A. 发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间
B. 从P点转移到Q点的时间小于6个月
C. 在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
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拓展二
专题　讲座
绕行方向相同的两卫星和天体的连线在同一直线上，处于内轨道的卫星周期T1小，处 于外轨道的卫星周期T2大.
研习　经典
D
天体追及问题的解题技巧
处理天体追及问题时，若两天体绕行方向相同且在一条直线的同侧，首先判断谁 的角速度大，然后根据两星追上或相距最近时满足两星运行的角度差等于2π的整数 倍、相距最远时两星运行的角度差等于π的奇数倍求解.
A. 2021年8月 B. 2022年7月
C. 2023年8月 D. 2024年7月
A
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拓展三
专题　讲座
1. “双星”模型
（1）如图所示，宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都 较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计.在这种情况下，它们将围绕其连线 上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，通常，我们把这样的两个星球称为“双 星”.
（3）特点
①两星围绕它们之间连线上的某一点做匀速圆周运动，两星的运行周期、角速 度相同.
②两星的向心力大小相等，由它们间的万有引力提供.
③两星的轨道半径之和等于两星之间的距离，即r1＋r2＝L，轨道半径与两星质 量成反比.
2. “多星”模型
三星模型 四星模型
（1）运动特点
转动方向、周期、角速度、线速度大小均相同.
（2）受力特点
圆周运动半径都相等，各星所受万有引力的合力提供圆周运动的向心力.
甲
乙
丙
丁
研习　经典
[典例3]　宇宙中两个相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为 圆心做匀速圆周运动，但两者不会因万有引力的作用而吸引到一起.设两者的质量分 别为m1和m2，两者相距为L. 求：
（1）双星的轨道半径之比；
[答案]m2∶m1
（2）双星的线速度之比；
[答案]m2∶m1
（3）双星的角速度.
[解析]由几何关系知R1＋R2＝L ③
双星系统常用结论
（1）由于双星系统间的引力相等，可得m1ω2r1＝m2ω2r2，所以m1r1＝m2r2，即质 量和半径成反比.
BC
A. 直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课后提素养
A. 角速度大于红矮星的角速度
B. 轨道半径小于红矮星的轨道半径
C. 向心力大小约为红矮星的2倍
D. 线速度小于红矮星的线速度
BD
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4
解析：双星模型如图所示：
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3
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A. 在停泊轨道上P点的加速度比在N点的小
B. 从调相轨道进入停泊轨道时需在P点处减速
C. 在停泊轨道上运行的周期比在调相轨道上的大
D. 在停泊轨道上运动的过程中，经过P点时的线速度比经过N点时的小
B
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4
1
2
3
4
A. 行星绕太阳做圆周运动的周期为8年
B. 地球和行星的线速度大小之比为1∶2
D. 地球和行星各自与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等
AC
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（1）行星的质量M；
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（2）行星的第一宇宙速度；
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（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最远.
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