2016-2017学年高中物理沪科版必修2课件：第5章 5 习题课：天体运动.pptx

第5章;;;一、分析天体运动问题的思路;例1　地球半径为R0，地面重力加速度为g，若卫星在距地面R0处做匀速圆周运动，则(　　);答案　AB;二、赤道物体、同步卫星和近地卫星转动量的比较 赤道上的物体、同步卫星和近地卫星都近似做匀速圆周运动，当比较它们的向心加速度、线速度及角速度(或周期)时，要注意找出它们的共同点，然后再比较各物理量的大小. 1.赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，如同一圆盘上不同半径的两个点，由v＝ωr和a＝ω2r可分别判断线速度，向心加速度的关系.;例2　如图1所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动.设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则(　　) A.v1＞v2＞v3 B.v1＜v2＜v3 C.a1＞a2＞a3 D.a1＜a3＜a2;答案　D;(2)当人造卫星加速时，卫星所需的向心力F向＝m 增大，万有引力不足以提供卫星所需的向心力，卫星将做离心运动，向高轨道变迁. 3.卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时，卫星受到的万有引力相同，所以加速度相同. 4.飞船对接：两飞船对接前应处于高、低不同的轨道上，目标船处于较高轨道，在较低轨道上运动的对接船通过合理地加速，做离心运动而追上目标船与其完成对接.;例3　2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星 11号”通信卫星发射成功.“中星11号”是一颗 地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域 用户提供商业通信服务.图2为发射过程的示意图， 先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是(　　);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点时的速度大于它在轨道2上经过Q点时的速度 D.卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度 解析　同步卫星在圆轨道上做匀速圆周运动时有：;因为r1＜r3，所以v1＞v3，由ω＝ 得ω1＞ω3;由以上可知，速率从大到小排列为：v2＞v1＞v3＞v2′ 答案　D;四、双星问题 1.双星：两个离得比较近的天体，在彼此间的引力作用下绕两者连线上的一点做圆周运动，这样的两颗星组成的系统称为双星. 2.双星问题的特点 (1)两星的运动轨道为同心圆，圆心是它们之间连线上的某一点. (2)两星的向心力大小相等，由它们间的万有引力提供.;(3)两星的运动周期、角速度相同. (4)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离，即r1＋r2＝L. 3.双星问题的处理方法：双星间的万有引力提供了它们做圆周运动的向心力，即 ＝m1ω2r1＝m2ω2r2.;4.双星问题的两个结论： (1)运动半径：m1r1＝m2r2. (2)质量之和：m1＋m2＝ .;例4　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； 解析　这两颗星必须各自以一定的速度绕某一中 心转动才不至于因万有引力而被吸引在一起，从 而保持两星间距离L不变，且两者做匀速圆周运 动的角速度ω必须相同.如图所示，两者轨迹圆的 圆心为O，圆半径分别为R1和R2.由万有引力提供向心力，有;(2)双星的线速度之比；;(3)双星的角速度. 解析　由几何关系知R1＋R2＝L ③;1.(赤道物体、同步卫星和近地卫星的区别)地球 同步卫星离地心的距离为r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则以下正确的是(　　);1;1;2.(人造卫星的变轨问题)2013年12月2日，肩负着“落 月”和“勘察”重任的“嫦娥三号”沿地月转移轨道 直奔月球，在距月球表面100 km的P点进行第一次制 动后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，之后， 卫星在P点又经过第二次“刹车制动”，进入距月球表面100 km的圆形工作轨道Ⅱ，绕月球做匀速圆周运动，在经过P点时会再一次“刹车制动”进入近月点距地球15公里的椭圆轨道Ⅲ，然后择机在近月点下降进行软着陆，如图3所示，则下列说法正确的是(　　);A.“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上运动的周期最长 B.“嫦娥三号”在轨道Ⅲ上运动的周期最长 C.“嫦娥三号”经过P点时在轨道Ⅱ上运动的线速度最大 D.“嫦娥三号”经过P点时，在三个轨道上的加速度相等 解析　由于“嫦娥三号