【物理】专题06卫星的运动（4大知识点7大题型）（课件）

专题06

卫星的运动知识点3：地球的同步卫星知识点4：双星模型知识点3：地球的同步卫星知识点4：双星模型

知识点2：卫星的变轨问题1.

卫星变轨的两种情况：

人造地球卫星的发射过程要经过多次变轨，过程简图如图所示：2.

相关物理量的比较从I到II在II轨道上从II轨道到III轨道__________________速度向心加速度知识点3：地球的同步卫星1.

概念：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星.

知识点4：双星模型1.

双星系统

如图所示，宇宙中有相距较近、质量可以相比的两个星球，它们离其他星球都较远，因此其他星球对它们的万有引力可以忽略不计.在这种情况下，它们将围绕它们连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，这种结构叫作“双星”.2.双星模型的特点(1)两星的运行轨道为同心圆，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、角速度都相同.

4.

双星模型的两个重要结论

题型01：不同轨道上的卫星各物理量的比较1.北京时间2023年10月5日上午8时24分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭成功将遥感三十九号卫星送入太空。其中遥感三十九号卫星的工作轨道高度约为700km，遥感三十九号卫星、地球的同步卫星和月球绕地球飞行的轨道如图所示下列说法正确的是(

)

√

√

√√√

题型02：卫星发射及变轨问题中各物理量的变化

√

(1)第一次点火和第二次点火分别是加速还是减速；【答案】减速、减速；【详解】根据变轨原理，飞船在轨道Ⅰ的A点减速，做近心运动进入椭圆轨道Ⅱ，飞船在轨道Ⅱ的近月点B点减速，做近心运动进入近月轨道Ⅲ。(2)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率；

(3)飞船在轨道Ⅱ上绕月运行一周所需的时间。

6.(多选)如图所示，轨道1、3均是卫星绕地球做圆周运动的轨道示意图，轨道1的半径为R，轨道2是卫星绕地球做椭圆运动的轨道示意图，轨道3与轨道2相切于B点，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，三个轨道和地心都在同一平面内，已知在1、2两轨道上运动的卫星的周期相等，引力常量为G，地球质量为M，三颗卫星的质量相等，则下列说法正确的是(

)

√√

题型03：同步卫星、近地卫星和磁道上物体的比较

√√

√√

A.40分钟

B.70分钟

C.100分钟

D.140分钟√【详解】假设太阳光线平行，如图所示

题型04：地球同步卫星与其他卫星的对比

A.“天宫”空间站的运行速度小于北斗同步卫星的运行速度B.“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力C.所有的地球同步卫星离地球表面的高度都是一定的D.若北斗卫星在飞行的过程中速度变小了，它将远离地球√

11.石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”缆线的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空。现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处，相对地球静止，如图所示，那么关于“太空电梯”，下列说法正确的是(

)A.“太空电梯”各点均处于完全失重状态B.“太空电梯”各点运行周期随高度增大而增大C.“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离的二次方成反比D.“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离成正比√

12.(多选)甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是(

)A.甲的周期大于乙的周期

B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度

D.甲在运行时能经过北京的正上方√√

题型05：计算双星问题的线速度、角速度与引力

√√

14.(多选)在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的2倍，忽略其他星球对A、B的影响，则下列说法正确的是(

)

√√

题型06：计算双星系统重的总质量16.利用万有引力定律可以测量天体的质量。

(1)、(2)中提供的信息，求月球的质量。

√

题型07：多星运动问题

颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若甲恒星、丙恒星质量均为M，乙恒星质量为2M，万有引力常量为G，求：(1)甲恒星所受向心力大小；

(2)甲恒星和丙恒星的周期。

20.太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳

定的三星系统存在两种基本的构成形式(如图所示)：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为

R

的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设这三颗星的质量均为

M，两种系统的运动周期相同，引力常量为

G，求三角形三星系统星体间的距离

L。

21.在天文观测中，观测到质量相等的三颗星始终位于边长为L的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动，如图所示。已知引力常量为G，不计其他星球对它们的影响。

√

√3.两个质量不同的天体构成双星系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是(

)A.质量大的天体线速度较大

B.质量小的天体角速度较大C.两个天体的向心力大小相等

D.若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零√

4.《流浪地球》系列电影深受好评，观众分析流浪地球的发动机推动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的行星轨道，然后达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球，整个流浪时间长达几十年。通过停止自转，然后加大地球的反推力来逐