粤教版必修2 第3章 习题课 天体运动 课件（23张）.ppt

目标定位 1 掌握解决天体运动问题的模型及思路 2 会分析人造卫星的变轨问题 3 会分析双星问题 习题课天体运动 1 一种模型 一天体围绕中心天体 视为静止 做 运动 一 解决天体运动问题的模型及思路 匀速圆周 等于 万有引力 例1 如图1所示 a是地球的同步卫星 另一卫星b的圆形轨道位于赤道平面内 离地面高度为h 已知地球半径为r 地球自转角速度为 0 地球表面的重力加速度为g o为地球中心 图1 1 求卫星b的运行周期 2 若卫星b绕行方向与地球自转方向相同 某时刻a b两卫星相距最近 o b a在同一直线上 则至少经过多长时间 他们再一次相距最近 1 相同点 1 都以 为圆心做匀速圆周运动 2 同步卫星与赤道上的物体具有相同的 和 2 不同点 1 同步卫星 近地卫星均由 提供向心力 而赤道上的物体是 提供向心力 二 赤道上的物体 与 同步卫星 近地卫星 的比较 地心 周期 角速度 万有引力 万有引力的一个分力 r 2 例2 如图2所示 a为地面上的待发射卫星 b为近地圆轨道卫星 c为地球同步卫星 三颗卫星质量相同 三颗卫星的线速度分别为va vb vc 角速度分别为 a b c 周期分别为ta tb tc 向心力分别为fa fb fc 则 a a ctb答案ad 图2 三 人造卫星 飞船的发射和变轨问题 匀速圆周 离心 近心 相同 相同 4 飞船对接问题 1 低轨道飞船与高轨道空间站对接如图3甲所示 低轨道飞船通过合理地 沿椭圆轨道 做离心运动 追上高轨道空间站与其完成对接 图3 加速 2 同一轨道飞船与空间站对接如图乙所示 后面的飞船先 填 加 或 减 速降低高度 再 填 加 或 减 速提升高度 通过适当控制 使飞船追上空间站时恰好具有相同的速度 减 加 例3 如图4所示 发射同步卫星的一般程序是 先让卫星进入一个近地的圆轨道 然后在p点变轨 进入椭圆形转移轨道 该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的p 远地点为同步圆轨道上的q 到达远地点q时再次变轨 进入同步轨道 设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1 在椭圆形转移轨道的近地点p点的速率为v2 沿转移轨道刚到达远地点q时的速率为v3 在同步轨道上的速率为v4 三个轨道上运动的周期分别为t1 t2 t3 则下列说法正确的是 a 在p点变轨时需要加速 q点变轨时要减速b 在p点变轨时需要减速 q点变轨时要加速c t1 t2 t3d v2 v1 v4 v3答案cd 图4 针对训练如图5所示 嫦娥一号 探月卫星被月球捕获后 首先稳定在椭圆轨道 上运动 其中p q两点分别是轨道 的近月点和远月点 是卫星绕月球做圆周运动的轨道 轨道 和 在p点相切 则 图5 a 卫星沿轨道 运动 在p点的速度大于q点的速度b 卫星沿轨道 运动 在p点的加速度小于q点的加速度c 卫星分别沿轨道 运动到p点的加速度不相等d 卫星要从轨道 进入轨道 须在p点加速答案a 解析在近月点速度较大 故a正确 在p点从轨道 运动到轨道 卫星做近心运动 需减速 故d错误 根据牛顿第二定律 加速度大小取决于卫星受到的万有引力 在同一点加速度是相同的 故b c均错误 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某一点做圆周运动 这样的两颗星组成的系统称为双星 如图6所示 四 双星问题 图6 1 双星特点 两星具有相同的 和 2 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 m1 2r1 m2 2r2 角速度 周期 例4 两个靠得很近的天体 离其他天体非常遥远 它们以其连线上某一点o为圆心各自做匀速圆周运动 两者的距离保