高考物理大一轮复习精讲第4章曲线运动万有引力与航天第6课时小专题天体运动中的“四大难点模板ppt课件.ppt

1 第6课时 小专题 天体运动中的 四大难点 2 3 4 5 6 7 变式训练 1 2014 江西鹰潭市高三第二次模拟考试 有a b c d四颗卫星 a还未发射 在地球赤道上随地球一起转动 b在地面附近近地轨道上正常运动 c是地球同步卫星 d是高空探测卫星 设地球自转周期为24h 所有卫星的运动均视为匀速圆周运动 各卫星排列位置如图1所示 则下列关于卫星的说法中正确的是 图1 8 9 10 11 12 典例2 多选 在发射一颗质量为m的人造地球同步卫星时 先将其发射到贴近地球表面运行的圆轨道 上 离地面高度忽略不计 再通过一椭圆轨道 变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道 上 已知它在圆形轨道 上运行的加速度为g 地球半径为R 图2中PQ长约为8R 卫星在变轨过程中质量不变 则 图2 13 14 第一步 抓住信息 构建运动模型 15 第二步 找突破口 理清思路 16 17 18 解题模板 19 变式训练 2 多选 如图3是 嫦娥三号 飞行轨道示意图 假设 嫦娥三号 运行经过P点第一次通过近月制动使 嫦娥三号 在距离月面高度为100km的圆轨道 上运动 再次经过P点时第二次通过近月制动使 嫦娥三号 在距离月面近地点为Q 高度为15km 远地点为P 高度为100km的椭圆轨道 上运动 下列说法正确的是 图3 20 A 嫦娥三号 在距离月面高度为100km的圆轨道 上运动时速度大小可能变化B 嫦娥三号 在距离月面高度100km的圆轨道 上运动的周期一定大于在椭圆轨道 上运动的周期C 嫦娥三号 在椭圆轨道 上运动经过Q点时的加速率一定大于经过P点时的加速度D 嫦娥三号 在椭圆轨道 上运动经过Q点时的速率可能小于经过P点时的速率 21 解析 嫦娥三号 在距离月面高度为100km的圆轨道上运动是匀速圆周运动 速度大小不变 选项A错误 由于圆轨道的轨道半径大于椭圆轨道半长轴 根据开普勒定律 嫦娥三号 在距离月面高度100km的圆轨道 上运动的周期一定大于在椭圆轨道 上运动的周期 选项B正确 由于在Q点 嫦娥三号 所受万有引力大 所以 嫦娥三号 在椭圆轨道 上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度 选项C正确 22 嫦娥三号 在椭圆轨道上运动的引力势能和动能之和保持不变 Q点的引力势能小于P点的引力势能 所以 嫦娥三号 在椭圆轨道 上运动到Q点的动能较大 速度较大 所以 嫦娥三号 在椭圆轨道 上运动经过Q点时的速率一定大于经过P点时的速率 选项D错误 答案BC 23 突破三天体运动中的能量问题1 卫星 或航天器 在同一圆形轨道上运动时 机械能不变 2 航天器在不同轨道上运行时机械能不同 轨道半径越大 机械能越大 24 25 26 27 28 变式训练 3 多选 2013 新课标全国卷 20 目前 在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转 其中一些卫星的轨道可近似为圆 且轨道半径逐渐变小 若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中 只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用 则下列判断正确的是 A 卫星的动能逐渐减小B 由于地球引力做正功 引力势能一定减小C 由于气体阻力做负功 地球引力做正功 机械能保持不变D 卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 29 30 突破四卫星的追及相遇问题某星体的两颗卫星之间的距离有最近和最远之分 但它们都处在同一条直线上 由于它们的轨道不是重合的 因此在最近和最远的相遇问题上不能通过位移或弧长相等来处理 而是通过卫星运动的圆心角来衡量 若它们初始位置在同一直线上 实际上内轨道所转过的圆心角与外轨道所转过的圆心角之差为 的整数倍时就是出现最近或最远的时刻 31 典例4 多选 2014 新课标全国卷 19 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动 当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间 且三者几乎排成一条直线的现象 天文学称为 行星冲日 据报道 2014年各行星冲日时间分别是 1月6日木星冲日 4月9日火星冲日 5月11日土星冲日 8月29日海王星冲日 10月8日天王星冲日 已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示 则下列判断正确的是 32 A 各地外行星每年都会出现冲日现象B 在2015年内一定会出现木星冲日