高一物理必修2优质课公开课微专题(二).pptx

微专题(二)

天体(或卫星)的两类典型问题(双星模型、卫星的变轨);

学习目标

1．理解双星模型的动力学特点，并能分析其运动规律．

2．会分析卫星的变轨问题，知道卫星变轨的原因和变轨前后的速度变化．;关键能力·合作探究;关键能力·合作探究;类型一双星模型

归纳总结

1.“双星”模型

如图所示，宇宙中两个靠得比较近的天体，不考虑其他天体的引力作用，在彼此间的万有引力作用下绕其连线上的某固定点做匀速圆周运动，称为“双星”模型．;?;?;?;?;?;?;类型二卫星的变轨

归纳总结

1.变轨问题概述;?;2．变轨问题的两种常见形式

(1)渐变

由于某个因素的影响使卫星的轨道半径发生缓慢的变化，由于半径变化缓慢，卫星每一周的运动仍可以看成是匀速圆周运动．

①关键要点：轨道半径r减小(近心运动)．

这种变轨运动的起因是阻力使卫星速度减小，所需要的向心力减小了，而万有引力大小没有变，因此卫星将做近心运动，即轨道半径r将减小．

②各个物理参量的变化：当轨道半径r减小时，卫星线速度v、角速度ω、向心加速度a增大，周期T减小．;(2)突变

由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间启动飞行器上的发动机，使飞行器轨道发生突变，使其到达预定的轨道．

发射同步卫星时，通常先将卫星发送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速圆周运动，速率为v1，在P点第一次点火加速，在短时间内将速率由v1增加到v2，使卫星进入椭圆轨道Ⅱ；卫星运行到远地点Q时的速率为v3，此时进行第二次点火加速，在短时间内将速率由v3增加到v4，使卫星进入同步轨道Ⅲ，绕地球做匀速圆周运动．;

A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度

C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度;?;素养训练32021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于2021年5月软着陆火星表面，开展巡视探测等工作，探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图如图所示，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆．探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星，O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的切点，O、Q还分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点．关于探测器，下列说法正确的是();?;随堂演练·自主检测;

A．神舟十四号在轨道Ⅰ上从A点运动到B点，加速度逐渐增大

B．神舟十四号在轨道Ⅰ上从A点运动到B点，线速度逐渐减小

C．组合体在轨道Ⅱ上运行的周期小于神舟十四号在轨道Ⅰ上运行周期

D．组合体在轨道Ⅱ上运行的线速度小于神舟十四号在轨道Ⅰ上运行线速度;?;?;?;3．(多选)天文学家通过观测两个黑洞并合的事件，间接验证了引力波的存在．该事件中甲、乙两个黑洞的质量分别为太阳质量的36倍和29倍，假设这两个黑洞绕它们连线上的某点做圆周运动，且两个黑洞的间距缓慢减小．若该双星系统在运动过程中，各自质量不变且不受其他星系的影响，则关于这两个黑洞的运动，下列说法正确的是()

A．甲、乙两个黑洞运行的线速度大小之比为36∶29

B．甲、乙两个黑洞运行的角速度大小始终相等

C．随着甲、乙两个黑洞的间距缓慢减小，它们运行的周期也在减小

D．甲、乙两个黑洞做圆周运动的向心加速度大小始终相等;?;4．(多选)2020年7月23日，我国在海南文昌航天发射中心，成功将我国首个深空探测器天问一号火星探测器送上太空．探测器接近火星后，探测器需经历如图所示的变轨过程，轨道Ⅰ为圆轨道，已知引力常量为G，则下列说法正确的是()

A．探测器在轨道Ⅰ上P点的速度大于在轨道Ⅱ上的速度

B．探测器在轨道上运动时，运行的周期TⅢTⅡTⅠ

C．探测器若从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反向喷气

D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，并已知探测器在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度;?;5．(多选)卫星回收过程的示意图如图所示，卫星在圆轨道1上运行，到达轨道的P点时点火变轨进入椭圆轨道2，到达轨道的Q点时，再次点火变轨进入圆轨道3.轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点．下列说法正确的是()

A．卫星在轨道2上的周期大于在轨道3上的周期

B．卫星在轨道1上的角速度小于在轨道3上的角速度

C．卫星在轨道1上的速率大于在轨道3上的速率

D．卫星在轨道1上经过P点时的速率小于在轨道2上经过P点时的速率;?;