高考物理二轮复习专题3万有引力与天体运动

1、主干知识整合主干知识整合二、天体运动问题的处理方法二、天体运动问题的处理方法1在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动简化为：在处理天体的运动问题时，通常把天体的运动简化为：中心天体是不动的，环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速中心天体是不动的，环绕天体以中心天体的球心为圆心做匀速圆周运动；环绕天体只受到中心天体的万有引力作用，这个引圆周运动；环绕天体只受到中心天体的万有引力作用，这个引力提供环绕天体做匀速圆周运动的向心力力提供环绕天体做匀速圆周运动的向心力2人造卫星的加速度、线速度、角速度、周期与轨人造卫星的加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系道半径的关系要点热点探究要点热点探究 探

2、究点一同步卫星、近地卫星与极地卫星问题探究点一同步卫星、近地卫星与极地卫星问题1地球轨道同步卫星地球轨道同步卫星(1)同步卫星位于赤道正上方，轨道平面与赤道平面共面；同步卫星位于赤道正上方，轨道平面与赤道平面共面；(2)同步卫星的轨道半径一定，距离地球表面的高度一定，同步卫星的轨道半径一定，距离地球表面的高度一定，约约36000 km；(3)同步卫星的运行周期和地球的自转周期相同，同步卫星的运行周期和地球的自转周期相同，T24 h，且转动方向相同；且转动方向相同；(4)所有地球轨道同步卫星的半径、线速度大小、角速度大所有地球轨道同步卫星的半径、线速度大小、角速度大小及周期都相同小及周期都相同【

3、点评】【点评】 解答地球轨道同步卫星问题时，应关注解答地球轨道同步卫星问题时，应关注同步卫星同步卫星的轨道总在地球赤道正上方、运行周期与地球自转周期相同的轨道总在地球赤道正上方、运行周期与地球自转周期相同且转动方向相同、轨道半径相同且转动方向相同、轨道半径相同等要点下面的变式题综合等要点下面的变式题综合考查地球自转、近地卫星和地球轨道同步卫星的运动问题考查地球自转、近地卫星和地球轨道同步卫星的运动问题 20112011山东卷山东卷 多选多选 甲、乙为两颗地球卫星，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，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

4、轨道均可视为圆轨道以下判断正确的是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甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度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甲的加速度小于乙的加速度D甲在运行时能经过北极的正上方甲在运行时能经过北极的正上方 探究点二天体质量和密度的估算问题探究点二天体质量和密度的估算问题 探究点三航天器的动力学分析与变轨问题探究点三航天器的动力学分析与变轨问题运行半径较大的人造卫星的一般发射过程如图所示，先将运行半径较大的人造卫星的一般发射过程如图所示，先将卫星发射到离地面较近的圆轨道卫星发射到离地面较近的圆轨道上，运行稳定后再启动上，运

5、行稳定后再启动火箭火箭(或发动机或发动机)短暂加速短暂加速(位置位置B)，由于速度变大，万有引，由于速度变大，万有引力充当向心力不足，卫星将沿椭圆轨道力充当向心力不足，卫星将沿椭圆轨道做离心运动，做离心运动，当卫星将沿椭圆轨道运动到椭圆轨道的远地点当卫星将沿椭圆轨道运动到椭圆轨道的远地点A时，时，再次启动火箭短暂加速再次启动火箭短暂加速，卫星再次变轨绕圆轨道，卫星再次变轨绕圆轨道做做匀速圆周运动匀速圆周运动2010年年10月月1日日18时时59分分57秒，搭载着秒，搭载着“嫦娥二嫦娥二号号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星

6、由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最射，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面终进入距离月球表面100公里，周期为公里，周期为118分钟的工作轨道，分钟的工作轨道，开始对月球进行探测，如图开始对月球进行探测，如图143所示已知万有引力常量所示已知万有引力常量为为G，则，则()A卫星在轨道卫星在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B卫星在轨道卫星在轨道上经过上经过P点的速度比在轨道点的速度比在轨道上经过上经过P点点时大时大C由已知条件可求月球的密度由已知条件可求月球的密度D卫星在轨道卫星在轨道上的机械能比在轨道上的机械能比在轨道上大上大 探究点四双星问题探究点四双星问题月球与地球质量之比约为月球与地球质量之比约为180，有研究者认为，有研究者认为月球和地球可视为一个由两个质点构成的双星系统，它们都月球和地球可视为一个由两个质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动据此观点，可知月球做匀速圆周运动据此观点，可知月球与地球绕与地球绕O点运动的线速度大小之比约为点运动的线速度大小之比约为()A16400B180C801 D6400 1【备选理由】【备选理由】 直接应用开普勒三定律解题比应用万有引