云南省峨山彝族自治縣2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí)天體運(yùn)動(dòng)中的“四大難點(diǎn)”教案

1、天體運(yùn)動(dòng)中的“四大難點(diǎn)”課題天體運(yùn)動(dòng)中的四大難點(diǎn)”計(jì)劃課時(shí)2節(jié)教1、掌握近地衛(wèi)星、赤道上的物體及同步衛(wèi)星的運(yùn)行特點(diǎn)。學(xué)2、理解衛(wèi)星變軌的實(shí)質(zhì)。目3、掌握天體運(yùn)動(dòng)中的能量?jī)疹}。標(biāo)4、掌握衛(wèi)星的追擊及相遇問題。教學(xué)重點(diǎn)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)衛(wèi)星變軌的實(shí)質(zhì)及能量轉(zhuǎn)換問題。教學(xué)方法講授法、討論法教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過程、引入課題太空中衛(wèi)星發(fā)生故障時(shí)，如何進(jìn)行對(duì)接維修呢？二、主要教學(xué)過程突破一近地衛(wèi)星、赤道上物體及同步衛(wèi)星的運(yùn)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(yùn)動(dòng)的參量比較近地衛(wèi)星同步衛(wèi)星赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體（1、3i、Vi、ai）（2、32、V2、a2）（r3、33、V3、a

2、3）向心力萬有引力萬有引力萬有引力的一個(gè)分力軌道半徑r23ri,GMm2/口/GM,同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角由一 m3r得 3 Af3，故 3132角速度rVr速度相同，故32 3331 3233亠GMm mV/口j由2 得VA /列故ViV2由Vr3 得V2V3線速度rr丫r.ViV2V3,GMm口GM斗2向心加由2ma得a=_，故aia2由a 3r得a2a3rr速度aia2a3突破二衛(wèi)星的變軌問題21變軌原理及過程人造衛(wèi)星的發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌方可到達(dá)預(yù)定軌道，如圖(1)為了節(jié)省能量，在赤道上順著地球自(2)在A點(diǎn)點(diǎn)火加速，由于速度變大，進(jìn)入(3)在B點(diǎn)(遠(yuǎn)地點(diǎn))再次點(diǎn)火加速進(jìn)入圓形

3、2.衛(wèi)星變軌的實(shí)質(zhì)(1)當(dāng)衛(wèi)星的速度突然增加時(shí)，Mm v2GpVAVC某一高山山頂上 的一個(gè)物體，兩顆衛(wèi)星及物體轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道 I 上。橢圓軌道 n。軌道川。v=9可知其運(yùn)行速率比原軌道時(shí)增大。3D.TA=TCTBMm V解析A為地球同步衛(wèi)星，故 3A=3c,根據(jù)v= 3r可知，VAvc,再根據(jù)G2=mr得到v=見VBVA,所以三者的線速度關(guān)系為VBVAVC,故選項(xiàng)A正確；由 32nMm可知TA=Tc,再由=m T可知TATB,因此它們的周期關(guān)系為TA=TCTB,它們的角速度關(guān)系為 3B 3A= 3C,所以選項(xiàng)D正確,B錯(cuò)誤；由F=曙2甲1知FAVFBVFC,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案AD【

4、例2】（多選）在完成各項(xiàng)既定任務(wù)后，“神舟九號(hào)”飛船于2012年6月29日10時(shí)許返回地面，主著陸場(chǎng)位于內(nèi)蒙古四子王旗地區(qū)。如圖4所示，飛船在返回地面時(shí)，要在P點(diǎn)從圓形軌道 I 進(jìn)入橢圓軌道 n,Q為軌道 H 上的一點(diǎn)，M為軌道 I 上的另一點(diǎn),A.飛船在軌道 n 上經(jīng)過P的速度小于經(jīng)B.飛船在軌道 n 上經(jīng)過P的速度小于在“神舟九號(hào)”的運(yùn)動(dòng),過Q的速度軌道 I 上經(jīng)過C.飛船在軌道 n 上運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道 I 上運(yùn)動(dòng)的周期D.飛船在軌道 n 上經(jīng)過P的加速度小于在軌道 I 上經(jīng)過M的加速度解析 飛船在軌道 n 上由Q點(diǎn)向P點(diǎn)運(yùn)行時(shí)需要克服萬有引力做功，所以經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，可知選項(xiàng)A正確；

5、飛船在軌道 I 上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故飛船經(jīng)過由于飛船在P點(diǎn)進(jìn)入軌道 n 時(shí)相對(duì)于軌道 I 做向心運(yùn)動(dòng)，可知飛船在軌道 n 上F列說法中正確的有（M的速度P點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于經(jīng)過P、M兩點(diǎn)時(shí)的速率相等,P點(diǎn)速度小于軌道 I 上點(diǎn)速度，故選項(xiàng)B正確；根據(jù)開普勒第三定律可知，飛船在軌道 n 上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道 I 上運(yùn)動(dòng)的周期，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知，飛船在軌道 n 上經(jīng)過速度大小相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案ABP的加速度與在軌道 I 上經(jīng)過M的加【例3】（多選）（2015廣東理綜，20）在星球表面發(fā)射探測(cè)器，當(dāng)發(fā)射速度為v時(shí)，探測(cè)器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到，2v時(shí)，可擺脫星球

6、引力束縛脫離該星球，已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為10：1,半徑比約為2：1,下列說法正確的有（）A.探測(cè)器的質(zhì)量越大，脫離星球所需要的發(fā)射速度越大B.探測(cè)器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探測(cè)器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等GM rr，可C.FAFBFC45D.探測(cè)器脫離星球的過程中，勢(shì)能逐漸增大GMmGMm發(fā)射速度不相等，C錯(cuò)誤；探測(cè)器在地球表面受到的引力Fi=2，在火星表面受到的引力為F2=2，R地R火FiM地R火5FTMRT2,B正確；探測(cè)器脫離星球的過程中，弓I力做負(fù)功，弓I力勢(shì)能逐漸增大，D正確。答案BD【例4】（多選）（2014新課標(biāo)全國卷 I,19）太陽系各行星幾

7、乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)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(bào)道，2014年各行星沖日時(shí)間分別是：1月6日木星沖日；4月9日火星沖日；5月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(yùn)動(dòng)的軌道半徑如 下表所示。則下列判斷正確的是（）地球火星木星十星天王星海王星軌道半徑（AU）1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都會(huì)出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B.在2015年內(nèi)一定會(huì)出現(xiàn)木星沖日C.天王星相鄰兩次沖日的時(shí)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(shí)間間隔最短解析設(shè)地球的

8、運(yùn)轉(zhuǎn)周期為To、角速度為 3o、軌道半徑為ro，則其他行星的軌道半徑為r=kro根據(jù)萬有引力定律及牛頓第二定律得：GMm2 m3ororoGMm22=m3rr1聯(lián)立得：3 =33o。Vk各行星要再次沖日需滿足：3ot3t=2n ,解析由牛頓第二定律得星球的發(fā)射速度與探測(cè)器的質(zhì)量無關(guān)，A錯(cuò)誤；因?yàn)榈厍蚺c火星的R不同，所以探測(cè)器脫離兩星球所需的6根據(jù)上式結(jié)合k值并由數(shù)學(xué)知識(shí)可知：行星沖日的時(shí)間間隔一定大于1年，并且k值越大時(shí)間間隔越短,7所以選項(xiàng)B、D正確，A、C錯(cuò)誤。答案BD四、課堂練習(xí)創(chuàng)新設(shè)計(jì)第71、72頁變式訓(xùn)練1、2、3、4五、課堂小結(jié)衛(wèi)星的機(jī)械能動(dòng)能Mm v2Gz=mr rGMmmE=x 2r rEk=mV勢(shì)能與總能量同一衛(wèi)星在同一圓形軌道上運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能不變（守恒）相冋質(zhì)量的衛(wèi)星，在r越大的軌道上，動(dòng)能越小，勢(shì)能越大，總能量越 大六、作業(yè)4級(jí)優(yōu)化滿分練第五章能力課時(shí)6板書設(shè)計(jì)天體運(yùn)動(dòng)中的四大難點(diǎn)”一、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)