第五章第26课时卫星的变轨问题双星模型卫星相距“最近”“最远”问题课件-高考物理一轮专题复习

第五章万有引力与宇宙航行第26课时卫星的变轨问题双星模型卫星相距“最近”“最远”问题目标要求1.会处理人造卫星的变轨和对接问题。2.掌握双星、多星系统，会解决相关问题。3.会解决卫星相距“最近”“最远”问题。课时精练内容索引考点一卫星的变轨和对接问题考点二双星或多星模型考点三卫星相距“最近”“最远”问题卫星的变轨和对接问题考点一

若使在轨道Ⅲ运行的宇宙飞船返回地面，应如何操作？讨论交流答案使飞船先减速进入椭圆轨道Ⅱ，到达近地点时，使飞船再减速进入近地圆轨道Ⅰ，之后再减速做近心运动着陆。

万有引力相同相同>>>><<

守恒<<<

北京时间2024年4月26日神舟十八号载人飞船与在轨飞行的天和核心舱顺利实现径向自主交会对接，整个交会对接过程历时约6.5小时。为实现神舟十八号载人飞船与空间站顺利对接，飞船安装有几十台微动力发动机，负责精确地控制它的各种转动和平动。对接前飞船要先到达和空间站很近的相对静止的某个停泊位置(距空间站200m)。为到达这个位置，飞船由惯性飞行状态转入发动机调控状态，下列说法正确的是A.飞船先到空间站同一圆周轨道上同方向运动，在合适位置减速靠近即可B.飞船先到与空间站圆周轨道垂直的同半径轨道上运动，在合适位置减速靠

近即可C.飞船先到空间站轨道下方圆周轨道上同方向运动，在合适的位置减速即可D.飞船先到空间站轨道上方圆周轨道上同方向运动，在合适的位置减速即可例1√根据卫星变轨时，由低轨道进入高轨道需要点火加速，反之要减速，所以飞船先到空间站下方的圆周轨道上同方向运动，在合适的位置加速靠近即可，或者飞船先到空间站轨道上方的圆周轨道上同方向运动，在合适的位置减速即可，故选D。

(2024·安徽卷·5)2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为51900km。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为9900km，周期约为24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时A.周期约为144hB.近月点的速度大于远月点的速度C.近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度D.近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度例2√根据开普勒第二定律可知，近月点的速度大于远月点的速度，B正确；从捕获轨道到冻结轨道，鹊桥二号在近月点进行近月制动减速，在捕获轨道运行时近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，C错误；鹊桥二号在两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，在捕获轨道运行时近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，D错误。

拓展1鹊桥二号在冻结轨道的机械能E1和在捕获轨道的机械能E2关系为E1

E2。

拓展2在捕获轨道上从远月点向近月点运行过程中，鹊桥二号的动能

，引力势能

，机械能

(均选填“增大”“减小”或“不变”)。

<增大减小不变返回双星或多星模型考点二

宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若r1>r2，则A.恒星A的质量一定大于B的质量B.恒星A的线速度一定小于B的线速度C.双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大D.双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大例3√根据万有引力提供向心力有m1ω2r1=m2ω2r2，因为r1>r2，所以有m1<m2，即A的质量一定小于B的质量，选项A错误；双星系统角速度相等，因为r1>r2，根据v=rω知恒星A的线速度一定大于B的线速度，选项B错误；

2.多星模型所研究星体所受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。常见的多星模型及其规律：常见的三星模型

①+=ma向

②×cos30°×2=ma向常见的四星模型

①×cos45°×2+=ma向

②×cos30°×2+=ma向

例4√√

返回卫星相距“最近”“最远”问题

考点三

例5√返回

课时精练对一对题号12345678答案ACABCDDBABC题号9答案AC答案1234567891.2024年1月18日，天舟七号与空间站天和核心舱成功对接，此次发射任务从点火发射到完成交会对接，全程仅用2个小时，创世界最快交会对接纪录，标志着我国航天交会对接技术取得了新突破。在交会对接的最后阶段，天舟七号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周。要使天舟七号在同一轨道上追上空间站实现对接，天舟七号喷射燃气的方向可能正确的是123456789基础落实练答案√123456789答案

2.天问一号火星探测器搭乘长征五号遥四运载火箭成功发射意味着中国航天开启了走向深空的新旅程。由着陆巡视器和环绕器组成的天问一号经过如图所示的发射、地火转移、火星捕获、火星停泊和离轨着陆等阶段，则A.天问一号发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B.天问一号在“火星捕获段”运行的周期

小于它在“火星停泊段”运行的周期C.天问一号从图示“火星捕获段”需在合

适位置减速才能运动到“火星停泊段”D.着陆巡视器从图示“离轨着陆段”至着

陆到火星表面的全过程中，机械能守恒√123456789答案123456789答案

3.(2024·湖北卷·4)太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则A.空间站变轨前、后在P点的加速度相同B.空间站变轨后的运动周期比变轨前的小C.空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小D.空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大123456789√答案123456789答案在P点变轨前后空间站所受到的万有引力不变，根据牛顿第二定律可知空间站变轨前、后在P点的加速度相同，故A正确；因为变轨后其半长轴大于原轨道半径，根据开普勒第三定律可知空间站变轨后的运动周期比变轨前的大，故B错误；变轨后在P点获得竖直向下的反冲速度，原水平向左的圆周运动速度不变，因此合速度变大，故C错误；由于空间站变轨后在P点的速度比变轨前大，而比在近地点的速度小，则空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的小，故D错误。

123456789答案√√123456789答案

5.(2023·浙江1月选考·10改编)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，当地球恰好运动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”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如表所示，则相邻两次冲日的时间间隔最短的地外行星为123456789答案

地球火星木星土星天王星海王星轨道半径R/AU1.01.55.29.51930A.火星 B.木星

C.天王星

D.海王星√123456789答案

123456789答案√能力综合练123456789答案根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅰ上从A点运行到B点的过程中速率变小，故A错误；若在轨道Ⅱ上做圆周运动，根据万有引力提供向心

7.2021年5月16日至6月24日，运行在约555km高度轨道上的“星链-1095”卫星降轨至平均高度为382km的近圆轨道上，后持续运行于这一与中国空间站相近的高度。在此期间，中国空间站采取了紧急避碰措施。关于卫星的降轨，下列说法正确的是A.降轨前，卫星在原轨道上处于平衡状态B.降轨时，卫星在原轨道上需要先行减速C.降轨后，卫星在新轨道上运动周期变大D.降轨后，卫星在新轨道上的速度将大于第一宇宙速度123456789答案√123456789答案

123456789答案

123456789答案√√√123456789答案

9.(多选)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季时间是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的