2019-2020学年新教材高中物理 第4章 万有引力定律及航天 拓展课 天体运动中的三类典型问题课件 鲁科版必修第二册

拓展课天体运动中的三类典型问题,人造卫星的发射、变轨问题,核心要点,要点归纳1.卫星发射及变轨过程概述人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。,(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道上。(2)在a点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道。(3)在b点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道。,2.三个运行物理量的大小比较,经典示例例1我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示，假设月球半径为r，月球表面的重力加速度为g0，飞行器在距月球表面高度为3r的圆形轨道上运动，到达轨道的a点点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点b再次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动，则(),答案d,针对训练1(多选)2016年中国发射了“天宫二号”空间实验室，并发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船，与“天宫二号”交会对接。“天宫二号”由“长征二号f”改进型无人运载火箭从酒泉卫星发射中心发射升空，由长征运载火箭将飞船送入近地点为a、远地点为b的椭圆轨道上，b点距离地面的高度为h，地球的中心位于椭圆的一个焦点上。“天宫二号”飞行几周后进行变轨进入预定圆轨道，如图所示。已知“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，引力常量为g，地球半径为r。则下列说法正确的是(),a.“天宫二号”从b点沿椭圆轨道向a点运行的过程中，引力为动力b.“天宫二号”在椭圆轨道的b点的加速度大于在预定圆轨道上b点的向心加速度c.“天宫二号”在椭圆轨道的b点的速度大于在预定圆轨道上的b点的速度d.根据题目所给信息，可以计算出地球质量,答案ad,同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较,要点归纳1.相同点(1)都以地心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角速度。2.不同点,核心要点,(2)向心加速度不同,经典示例例2(多选)地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，半径为r，则下列比例关系中正确的是(),答案ad,针对训练2地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心力为f1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的向心力为f2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；地球同步卫星的向心力为f3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3。地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则()a.f1f2f3b.a1a2ga3c.v1v2vv3d.132,答案d方法总结处理这类题目的关键是受力分析，抓住随地球自转物体与卫星在向心力的具体来源上的差异。切忌不考虑实际情况、生搬硬套f向f引及其有关结论。,要点归纳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。,双星问题,核心要点,2.双星问题的特点(1)两星的运动轨道为同心圆，圆心在它们之间的连线上。(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r1r2l。,经典示例例32017年6月15日，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射硬x射线调制望远镜卫星“慧眼”。在利用“慧眼”观测美丽的银河系时，若发现某双黑洞间的距离为l，只在彼此之间的万有引力作用下做匀速圆周运动，其运动周期为t，引力常量为g，则双黑洞总质量为(),答