全優(yōu)課堂·物理·必修第二冊(粵教版)·課件 第3章　提升課3 應(yīng)用萬有引力定律解決三個(gè)熱點(diǎn)問題

第三章萬有引力定律提升課三應(yīng)用萬有引力定律解決三個(gè)熱點(diǎn)問題課堂·

重難探究1．同步衛(wèi)星的6個(gè)“一定”地球同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上物體的比較2．近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律比較例1

(2024年連州期中)有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星：a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)；b在地球的近地圓軌道上正常運(yùn)行；c是地球同步衛(wèi)星；d是高空探測衛(wèi)星．各衛(wèi)星排列位置如圖，則下列說法正確的是

(

)A．a(chǎn)的向心加速度大于b的向心加速度B．四顆衛(wèi)星的線速度大小關(guān)系是va>vb>vc>vdC．在相同時(shí)間內(nèi)d轉(zhuǎn)過的圓心角最小D．d的運(yùn)動(dòng)周期可能是20小時(shí)【答案】C變式1

(2024年德陽外國語學(xué)校考試)如圖所示，a為放在赤道上相對地球靜止的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(軌道半徑約等于地球半徑)，c為地球的同步衛(wèi)星．下列關(guān)于a、b、c的說法正確的是

(

)A．b衛(wèi)星線速度大于7.9km/sB．在a、b、c中，a的線速度最小C．a(chǎn)、b做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系為Ta<TbD．a(chǎn)、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為ac<ab＝aa【答案】B1．兩類變軌的起因衛(wèi)星變軌的實(shí)質(zhì)衛(wèi)星的變軌與航天器的對接兩類變軌離心運(yùn)動(dòng)

向心運(yùn)動(dòng)示意圖

變軌起因衛(wèi)星速度突然增大衛(wèi)星速度突然減小2.變軌前后各運(yùn)行物理參量的比較(1)速度：設(shè)衛(wèi)星在圓軌道Ⅰ和Ⅲ上運(yùn)行時(shí)的速率分別為v1、v3，在軌道Ⅱ上過A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)速率分別為vA、vB．在A點(diǎn)加速，則vA>v1，在B點(diǎn)加速，則v3>vB，又因v1>v3，故有vA>v1>v3>vB．(2)加速度：因?yàn)樵贏點(diǎn)，衛(wèi)星只受到萬有引力作用，故不論從軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ上經(jīng)過A點(diǎn)，衛(wèi)星的加速度都相同，同理，經(jīng)過B點(diǎn)加速度也相同．(4)機(jī)械能：在一個(gè)確定的圓(橢圓)軌道上機(jī)械能守恒．若衛(wèi)星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軌道的機(jī)械能分別為E1、E2、E3，則E1<E2<E3.①在A點(diǎn)，由圓周Ⅰ變至橢圓Ⅱ時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴氣，推力做正功，動(dòng)能增加、勢能不變、機(jī)械能增加；②在B點(diǎn)，由橢圓Ⅱ變至圓周Ⅲ時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴氣，推力做正功、動(dòng)能增加、勢能不變、機(jī)械能增加，反之也有相應(yīng)的規(guī)律．3．航天器的對接(1)若兩個(gè)航天器在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)，高軌道

的減速與低軌道的對接，低軌道的加速與高軌道對接；(2)若兩個(gè)航天器在同一軌道上運(yùn)動(dòng)，后面的航天器先減速降低高度，再加速提升高度，通過適當(dāng)控制，使后面的航天器追上前面的航天器時(shí)恰好具有相同的速度．例2

(2024年信陽高級中學(xué)期中)中國預(yù)計(jì)將在2028年實(shí)現(xiàn)載人登月計(jì)劃，把月球作為登上更遙遠(yuǎn)行星的一個(gè)落腳點(diǎn)．如圖所示是“嫦娥一號”奔月的示意圖，“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射后經(jīng)多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星．關(guān)于“嫦娥一號”下列說法正確的是

(

)A．在繞地軌道中，48h軌道的公轉(zhuǎn)半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方之比最大B．發(fā)射時(shí)的速度必須達(dá)到第二宇宙速度C．衛(wèi)星在軌道Ⅲ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度小于其在軌道Ⅱ上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速度D．衛(wèi)星在軌道Ⅲ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度等于其在軌道Ⅱ上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度【答案】D變式2我國發(fā)射了“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室，之后發(fā)射“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接，如圖所示．假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對接，下列措施可行的是

(

)A．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對接B．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對接C．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接D．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接【答案】C【解析】為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對接，必須使飛船在較低的軌道上加速做離心運(yùn)動(dòng)，上升到空間實(shí)驗(yàn)室運(yùn)動(dòng)的軌道后逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接，C正確．小練·

隨堂鞏固1．(2024年廣州聯(lián)考期中)2024年1月18日1時(shí)46分，“天舟七號”貨運(yùn)飛船成功對接于空間站(離地面高度約為400km)“天和”核心艙的后向端口．“天舟七號”貨運(yùn)飛船裝載了航天員在軌駐留消耗品、推進(jìn)劑、應(yīng)用實(shí)(試)驗(yàn)裝置等物資，并為“神舟十七號”航天員乘組送去龍年春節(jié)“年貨”．下列說法正確的是

(

)A．為實(shí)現(xiàn)成功對接，“天舟七號”在與空間站同一軌道上需要加速靠近“天和”核心艙B．“天舟七號”與空間站的組合體在軌道上運(yùn)行速度大于7.9km/sC．“天舟七號”與空間站的組合體在軌道上運(yùn)行周期比同步衛(wèi)星的周期大D．“天舟七號”與空間站的組合體在軌道上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)比空間站單獨(dú)在該軌道運(yùn)行時(shí)動(dòng)能大【答案】D2．有a、b、c、d四顆衛(wèi)星，a未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，b在地面附近近地軌道上正常運(yùn)行，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24h，所有衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則下列關(guān)于衛(wèi)星的說法正確的是 (

)【答案】C3．(2024年江門鶴山一中考試)2023年12月26日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第57、58顆導(dǎo)航衛(wèi)星．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中包括分布于a類型軌道的同步軌道衛(wèi)星、分布于b類型軌道的傾斜軌道衛(wèi)星(與同步衛(wèi)星軌道半徑相同，軌道傾角55°)和分布于c類型軌道的中軌道衛(wèi)星．它們均為圓軌道衛(wèi)星，軌道分布情況如圖所示．關(guān)于這些衛(wèi)星，以下說法正確的是 (

)A．導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定都大于第一宇宙速度B．導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中，運(yùn)行軌道半徑越大，周期越小C．地球同步傾斜軌道衛(wèi)星的軌道高度等于同步靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度D．同步衛(wèi)星相對于地面靜止且處于平衡狀態(tài)【答案】C4．(多選)(2024年武漢六校聯(lián)考)中國“天眼FAST”觀測某脈沖雙星系統(tǒng)如圖所示．該雙星系統(tǒng)由兩顆相距較近的天體組成，并遠(yuǎn)離其他天體，它們在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若較大天體質(zhì)量為M、運(yùn)動(dòng)軌道半徑為R，較小天體質(zhì)量為m、運(yùn)動(dòng)軌道半徑為r，引力常量為G，則 (

)A．兩天體質(zhì)量與半徑之間的關(guān)系式為Mr＝mRB．兩天體質(zhì)量與半徑之間關(guān)系式為MR＝mr【答案】BD5．(多選)如圖甲所示，河外星系中兩黑洞A、B的質(zhì)量分別為M1和M2，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)O為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．為研究方便，簡化為如圖乙所示的示意圖，黑洞A、B均可看成球體，OA>OB．下列說法正確的是

(

)A