【創(chuàng)新設(shè)計】2016屆高三物理魯科版一輪復(fù)習(xí)配套課件第5章-5-6小專題天體運動中的“四大難點”

1、突破一　近地衛(wèi)星、赤道上物體及同步衛(wèi)星的運行問題近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的三種勻速圓周運動的比較1．軌道半徑：近地衛(wèi)星與赤道上物體的軌道半徑相同，同步衛(wèi)星的軌道半徑較大，即r同>r近＝r物。,第6課時　(小專題)天體運動中的“四大難點”,[知 識 梳 理],4．動力學(xué)規(guī)律,【典例1】　(多選)地球同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運行速率為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，地球的第一

2、宇宙速度為v2，半徑為R，則下列比例關(guān)系中正確的是 (　　),答案　AD,【變式訓(xùn)練】1．(2014·江西鷹潭市高三第二次模擬考試)有a、b、c、d四顆衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉(zhuǎn)動，b在地面附近近地軌道上正常運動，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為24 h，所有衛(wèi)星的運動均視為勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖1所示，則下列關(guān)于衛(wèi)星的說法中正確的是 (　　)

3、圖1,解析　在地球赤道表面隨地球自轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，其所受萬有引力提供重力和其做圓周運動的向心力，a的向心加速度小于重力加速度g，選項A錯誤；由于c為同步衛(wèi)星，所以,答案　C,突破二　衛(wèi)星的變軌問題1．衛(wèi)星變軌的原因(1)由于對接引起的變軌(2)由于空氣阻力引起的變軌2．衛(wèi)星變軌的實質(zhì),【典例2】　 (多選)在發(fā)射一顆質(zhì)量為m的人造地球同步衛(wèi)星時，先將其發(fā)射到貼近地球表面運行的圓軌道Ⅰ上(離地面高度忽略不計)，再

4、通過一橢圓軌道Ⅱ變軌后到達距地面高為h的預(yù)定圓軌道Ⅲ上。已知它在圓形軌道Ⅰ上運行的加速度為g，地球半徑為R，圖2中PQ長約為8R，衛(wèi)星在變軌過程中質(zhì)量不變，則 (　　),圖2,C．衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行時經(jīng)過P點的速率大于在軌道Ⅱ上運行時經(jīng)過P點的速率D．衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的動能大于在軌道Ⅰ上的動能,第一步：抓住信息→構(gòu)建運動模型,第二步：找突破口→理清思路,答案　BC,解題模板,【變式訓(xùn)練】2．(多選)如圖3是“嫦

5、娥三號”飛行軌道示意圖。假設(shè)“嫦娥三號”運行經(jīng)過P點第一次通過近月制動使“嫦娥三號”在距離月面高度為100 km的圓軌道Ⅰ上運動，再次經(jīng)過P點時第二次通過近月制動使“嫦娥三號”在距離月面近地點為Q、高度為15 km，遠地點為P、高度為100 km的橢圓軌道Ⅱ上運動，下列說法正確的是 (　　),圖3,A．“嫦娥三號”在距離月面高度為100 km的圓軌道Ⅰ上運動時速度大小可能變化B．“嫦娥三號”在距離月面高度100 km的圓軌道

6、Ⅰ上運動的周期一定大于在橢圓軌道Ⅱ上運動的周期C．“嫦娥三號”在橢圓軌道Ⅱ上運動經(jīng)過Q點時的加速度一定大于經(jīng)過P點時的加速度D．“嫦娥三號”在橢圓軌道Ⅱ上運動經(jīng)過Q點時的速率可能小于經(jīng)過P點時的速率,解析　“嫦娥三號”在距離月面高度為100 km的圓軌道上運動是勻速圓周運動，速度大小不變，選項A錯誤；由于圓軌道的軌道半徑大于橢圓軌道半長軸，根據(jù)開普勒定律，“嫦娥三號”在距離月面高度100 km的圓軌道Ⅰ上運動的周期一定大于在橢圓軌道

7、Ⅱ上運動的周期，選項B正確；由于在Q點“嫦娥三號”所受萬有引力大，所以“嫦娥三號”在橢圓軌道Ⅱ上運動經(jīng)過Q點時的加速度一定大于經(jīng)過P點時的加速度，選項C正確；“嫦娥三號”在橢圓軌道上運動的引力勢能和動能之和保持不變，Q點的引力勢能小于P點的引力勢能，所以“嫦娥三號”在橢圓軌道Ⅱ上運動到Q點的動能較大，速度較大，所以“嫦娥三號”在橢圓軌道Ⅱ上運動經(jīng)過Q點時的速率一定大于經(jīng)過P點時的速率，選項D錯誤。答案　BC,突破三　天體運動中的能量問

8、題1．衛(wèi)星(或航天器)在同一圓形軌道上運動時，機械能不變。2．航天器在不同軌道上運行時機械能不同，軌道半徑越大，機械能越大。,但機械能增大；相反，衛(wèi)星由于速率減小(發(fā)動機做負(fù)功)會做向心運動，軌道半徑減小，萬有引力做正功，衛(wèi)星動能增大，同樣原因致使衛(wèi)星在較低軌道上的運行速率大于在較高軌道上的運行速率，但機械能減小。【典例3】　(2014·山東卷，20)2013年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔

9、”落月兩大航天工程。某航天愛好者提出“玉兔”回家的設(shè)想：如圖4，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到h高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接，然后由飛船送“玉兔”返回地球。,圖4,答案　D,【變式訓(xùn)練】3．(多選)(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，20)目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣

10、體阻力的作用，則下列判斷正確的是 (　　)A．衛(wèi)星的動能逐漸減小B．由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C．由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機械能保持不變D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小,答案　BD,突破四　衛(wèi)星的追及相遇問題某星體的兩顆衛(wèi)星之間的距離有最近和最遠之分，但它們都處在同一條直線上。由于它們的軌道不是重合的，因此在最近和最遠的相遇問題上不能通過位移或弧長相等來處理，而是通

11、過衛(wèi)星運動的圓心角來衡量，若它們初始位置在同一直線上，實際上內(nèi)軌道所轉(zhuǎn)過的圓心角與外軌道所轉(zhuǎn)過的圓心角之差為π的整數(shù)倍時就是出現(xiàn)最近或最遠的時刻。,【典例4】　(多選)(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ，19)太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\行到某地外行星和太陽之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖日”。據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月

12、11日土星沖日；8月29日海王星沖日；10月8日天王星沖日。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示。則下列判斷正確的是 (　　),A.各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B．在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C．天王星相鄰兩次沖日的時間間隔為土星的一半D．地外行星中，海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短,答案　BD,【變式訓(xùn)練】4. 如圖5所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星繞地球做圓周運動，已知甲衛(wèi)星的周期為N小時，每過