2017屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課件：專題五-萬(wàn)有引力與航天資料

1、知識(shí)清單方法一衛(wèi)星變軌問(wèn)題的分析方法方法一衛(wèi)星變軌問(wèn)題的分析方法人造地球衛(wèi)星的發(fā)射過(guò)程要經(jīng)過(guò)多次變軌,如圖所示,我們從以下幾個(gè)方面討論。1.變軌原理及過(guò)程變軌原理及過(guò)程(1)為了節(jié)省能量,在赤道上順著地球自轉(zhuǎn)方向發(fā)射衛(wèi)星到圓軌道上。(2)在A點(diǎn)點(diǎn)火加速,由于速度變大,萬(wàn)有引力不足以提供在軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入橢圓軌道。(3)在B點(diǎn)(遠(yuǎn)地點(diǎn))再次點(diǎn)火加速進(jìn)入圓形軌道。突破方法2.一些物理量的定性分析一些物理量的定性分析(1)速度:設(shè)衛(wèi)星在圓軌道和上運(yùn)行時(shí)的速率分別為v1、v3,在軌道上過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)速率分別為vA、vB。因在A點(diǎn)加速,則vAv1,因在B點(diǎn)加速,則v3vB,又

2、因v1v3,故有vAv1v3vB。(2)加速度:因?yàn)樵贏點(diǎn),衛(wèi)星只受到萬(wàn)有引力作用,故不論從軌道還是軌道上經(jīng)過(guò)A點(diǎn),衛(wèi)星的加速度都相同,同理,從軌道和軌道上經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)加速度也相同。(3)周期:設(shè)衛(wèi)星在、軌道上運(yùn)行周期分別為T1、T2、T3,軌道半徑分別為r1、r2(半長(zhǎng)軸)、r3,由開普勒第三定律=k可知T1T2時(shí),衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)。2vr2GMr1-1如圖為嫦娥三號(hào)登月軌跡示意圖。圖中M點(diǎn)為環(huán)地球運(yùn)行的近地點(diǎn),N點(diǎn)為環(huán)月球運(yùn)行的近月點(diǎn)。a為環(huán)月球運(yùn)行的圓軌道,b為環(huán)月球運(yùn)行的橢圓軌道,下列說(shuō)法中正確的是()A.嫦娥三號(hào)在環(huán)地球軌道上的運(yùn)行速度大于11.2km/sB.嫦娥三號(hào)在M點(diǎn)進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移

3、軌道時(shí)應(yīng)點(diǎn)火加速C.設(shè)嫦娥三號(hào)在圓軌道a上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度為a1,在橢圓軌道b上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度為a2,則a1a2D.嫦娥三號(hào)在圓軌道a上的機(jī)械能小于在橢圓軌道b上的機(jī)械能答案答案BD解析解析嫦娥三號(hào)在環(huán)地球軌道上運(yùn)行速度v滿足7.9km/sv11.2km/s,則A錯(cuò)誤;嫦娥三號(hào)要脫離地球需在M點(diǎn)點(diǎn)火加速使其進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,則B正確;由a=,知嫦娥三號(hào)在圓軌道a上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)和在橢圓軌道b上經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的加速度相等,則C錯(cuò)誤;嫦娥三號(hào)要從b軌道轉(zhuǎn)移到a軌道需要減速,機(jī)械能減小,則D正確。2GMr方法二雙星問(wèn)題的分析方法方法二雙星問(wèn)題的分析方法被相互引力系在一起,互相繞轉(zhuǎn)的兩顆星就叫物理雙星。雙

4、星是繞公共圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的一對(duì)恒星。如圖所示雙星系統(tǒng)具有以下幾個(gè)特點(diǎn):1.各自需要的向心力由彼此間的萬(wàn)有引力相互提供,即=m1r1,=m2r22.兩顆星的周期及角速度都相同,即T1=T2,1=23.兩顆星的軌道半徑與它們之間的距離關(guān)系為r1+r2=L122Gm mL21122Gm mL224.兩顆星到軌道圓心的距離r1、r2與星體質(zhì)量成反比=5.雙星的運(yùn)動(dòng)周期T=26.雙星的總質(zhì)量m1+m2=例例2雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成,兩恒星在相互引力的作用下,分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn),雙星系統(tǒng)演化過(guò)程中,兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期

5、為T,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間演化后,兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的k倍,兩星之間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的n倍,則此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的周期為()A.TB.TC.TD.T解析解析設(shè)雙星質(zhì)量各為m1、m2,相距L,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2,則12mm21rr312()LG mm2324LT G32nk3nk2nknkG=m1G=m2r1+r2=L可得=T=所以T=T故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。答案答案B點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng)本題以雙星問(wèn)題為背景,考查萬(wàn)有引力定律在天體運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用,掌握雙星運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵。難度中等。2-1冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng),質(zhì)量比約為7 1,同時(shí)繞它們連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由此可知,冥王星繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的()122m mL2124rT122m mL2224rT122()G mmL224LT23124()LG mm3nkA.軌道半徑約為卡戎的B.角速度大小約為卡戎的C.線速度大小約為卡戎的7倍D.向心力大小約為卡戎的7倍答案答案A解析解析做雙星運(yùn)動(dòng)的星體相互間的萬(wàn)有引力提供各自做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,即F萬(wàn)=m12r1=m2