高考物理大一轮复习 微专题06 卫星的变轨与追及问题 多星模型课件 新人教版.ppt

曲线运动万有引力定律 第四章 微专题6卫星的变轨与追及问题多星模型 栏 目 导 航 考点一卫星的变轨问题分析考点二卫星的追及问题考点三考点四模拟演练 稳基提能课后回顾 高效练习 卫星的变轨问题分析 c 解析 若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行 然后飞船加速 则由于飞船所受合力小于所需向心力 故飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道 不能实现对接 选项a错误 若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行 然后空间实验室减速 则由于空间实验室所受合力大于所需向心力 故空间实验室将脱离原轨道而进入更低的轨道 不能实现对接 选项b错误 要想实现对接 可使飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速 然后飞船将进入较高的轨道 逐渐靠近空间实验室后 两者速度接近时实现对接 选项c正确 若飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速 则飞船将进入更低的轨道 不能实现对接 选项d错误 acd 1 2017 课标 2017年4月 我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接 对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道 可视为圆轨道 运行 与天宫二号单独运行时相比 组合体运行的 a 周期变大b 速率变大c 动能变大d 向心加速度变大 c bd 若某中心天体有两颗轨道共面的环绕天体 当两环绕天体与中心天体在同一直线上 且位于中心天体同一侧时相距最近 当两环绕天体与中心天体在同一直线上 且位于中心天体异侧时相距最远 如两环绕天体某时刻相距最近 则 1 若经过时间t 两环绕天体与中心天体连线半径转过的角度相差2 的整数倍 则两环绕天体又相距最近 2 若经过时间t 两环绕天体与中心天体连线半径转过的角度相差 的奇数倍 则两环绕天体相距最远 卫星的追及问题 假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动 地球半径约为6400km 地球同步卫星距地面高为36000km 宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运动 每当两者相距最近时 宇宙飞船就向同步卫星发射信号 然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站 某时刻两者相距最远 从此刻开始 在一昼夜的时间内 接收站共接收到信号的次数为 a 4次b 6次c 7次d 8次 c a bcd 4 万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一 利用它我们可以进行许多分析和预测 2016年3月8日出现了 木星冲日 当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时 天文学家称之为 木星冲日 木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动 木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍 下列说法正确的是 a 下一次的 木星冲日 时间肯定在2018年b 下一次的 木星冲日 时间肯定在2017年c 木星运行的加速度比地球的大d 木星运行的周期比地球的小 b 1 双星模型 1 定义 绕公共圆心转动的两个星体组成的系统 我们称之为双星系统 如图所示 双星或多星模型 2 多星模型 1 定义 所研究星体的万有引力的合力提供做圆周运动的向心力 除中央星体外 各星体的角速度或周期相同 2 三星模型 三颗星位于同一直线上 两颗环绕星围绕中央星在同一半径为r的圆形轨道上运行 如图甲所示 三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点上 如图乙所示 3 四星模型 其中一种是四颗质量相等的恒星位于正方形的四个顶点上 沿着外接于正方形的圆形轨道做匀速圆周运动 如图丙所示 另一种是三颗恒星始终位于正三角形的三个顶点上 另一颗位于中心o 外围三颗星绕o做匀速圆周运动 如图丁所示 宇宙空间有一种由三颗星体a b c组成的三星体系 它们分别位于等边三角形abc的三个顶点上 绕一个固定且共同的圆心o做匀速圆周运动 轨道如图中实线所示 其轨道半径ra rb rc 忽略其他星体对它们的作用 可知这三颗星体 a 质量大小关系是ma mb mcb 加速度大小关系是aa ab acc 线速度大小关系是va vb vcd 所受万有引力合力的大小关系是fa fb fc a 解析 三星系统是一种相对稳定的结构 它们做圆周运动的角速度是相等的 由v r 结合ra rb rc 可知 线速度大小关系是va vb vc 故c错误 由a r 结合ra rb rc 可知加速度大小关系是aa ab ac 故b错误 以a为研究对象 则受力如图 1 双星的特点 1 两星的角速度 周期相等 2 两星做匀速圆周运动的向心力相等 都等于两者之间的万有引力 3 两星之间的距离不变 且两星的轨道半径之和等于两星之间的距离 2 三星 四星问题除满足各星的角速度相等以外 还要注意分析各星做匀速圆周运动的向心力大小和轨道半径 2018 西安联考 多选 如图所示 甲 乙 丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星 甲 丙围绕乙在半径为r的圆轨道上运行 若三颗星质量均为m 万有引力常量为g 则 ad 5 2017 青岛一模 2016年2月11日 美国科学家宣布探测到引力波的存在 引力波的发现将为人类探索宇宙提供新视角 这是一个划时代的发现 在如图所示的双星系统中 a b两个恒星靠着相互之间的引力正在做匀速圆周运动 已知恒星a的质量为太阳质量的29倍 恒星b的质量为太阳质量的36倍 两星之间的距离l 2 105m 太阳质量m 2 1030kg 万有引力常量g 6 67 10 11n