人教版高考物理一轮总复习精品课件 第四章 曲线运动 万有引力与航天 第5节 天体运动中的四类问题 (3).ppt

考题点睛考点考向2点睛天体运动中的能量问题功能关系规律:圆轨道上供需关系相等,即,由此求得各轨道上的动能,由动能定理再求得发动机做的功方法:挖掘题目隐含条件得B点速度,合理利用功能关系解决【对点演练】7.(多选)如图所示,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中()A.从P到M所用的时间等于B.从Q到N阶段,机械能逐渐变大C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先做负功后做正功答案CD解析海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小,则PM段的时间小于MQ段的时间,所以P到M所用的时间小于,故A错误;从Q到N的过程中,由于只有万有引力做功,机械能守恒,故B错误;从P到Q阶段,万有引力做负功,速率减小,故C正确;根据万有引力方向与速度方向的关系知,从M到N阶段,万有引力对海王星先做负功后做正功,故D正确。8.如图所示,发射地球卫星时,先将卫星发射至半径为R的近地圆形轨道1上运行,然后在P处点火,使其沿椭圆轨道2运行,运行至Q处再次点火,将卫星送至半径为3R的圆形轨道3上运行。已知地球质量为m地,引力常量为G,卫星质量为m0。又知若质量为m的物体在离地球无穷远处时其引力势能为零,则当物体与地球球心距离为r时,其引力势能,不计空气阻力。求:(1)卫星在圆形轨道1、3上正常运行时的速度大小v1、v3;(2)卫星在圆形轨道1、3上正常运行时的机械能E1、E3。考点四天体中的追及相遇问题[师生共研]“天体相遇”,指两天体相距最近。若两环绕天体的运转轨道在同一平面内,则两环绕天体与中心天体在同一直线上,且位于中心天体的同侧(或异侧)时相距最近(或最远)。类似于在田径场赛道上的循环长跑比赛,跑得快的每隔一段时间多跑一圈追上跑得慢的。解决这类问题有两种常用方法:1.角度关系设天体1(离中心近些)与天体2某时刻相距最近,如果经过时间t,两天体与中心天体连线转过的角度之差(或和)等于2π的整数倍,则两天体又相距最近,即ω1t-ω2t=2nπ(n=1,2,3,…)(同向)或ω1t+ω2t=2nπ(n=1,2,3,…)(反向),如果经过时间t,两天体与中心天体连线转过的角度之差(或和)等于π的奇数倍,则两天体相距最远,即ω1t-ω2t=(2n-1)π(n=1,2,3,…)(同向)或ω1t+ω2t=(2n-1)π(n=1,2,3,…)(反向)。2.圈数关系【典例突破】典例3.两颗卫星在同一轨道平面内绕地球同向做匀速圆周运动。地球半径为R,a卫星离地面的高度等于R,b卫星离地面的高度等于3R。(1)求a、b两卫星周期之比Ta∶Tb。(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方,则经多长时间两卫星相距最远(用Ta表示)?思维点拨根据万有引力提供向心力的周期表达形式,求得a、b两卫星的周期之比;根据天体中的追及相遇问题的角度关系或圈数关系求得相距最远的时间。考题点睛考点考向点睛天体追及相遇圆周运动周期性问题规律:据匀速圆周运动的几何关系,两星与地球在同一直线上分居地球两侧时相距最远,同侧时相距最近方法:画出运动示意图,由结合周期性解决问题易错:圆周运动的周期性易忽略【对点演练】9.人造卫星a的圆形轨道离地面高度为h,地球同步卫星b离地面高度为H,且hH。两卫星共面且旋转方向相同,某时刻卫星a恰好出现在赤道上某建筑物c的正上方,设地球赤道半径为R,地面重力加速度为g,则()答案B10.(2021湖南雅礼中学二模)如图所示,地球和某小行星绕太阳做匀速圆周运动,地球和小行星做匀速圆周运动的半径之比为1∶4,不计地球和小行星之间的相互影响以及其他天体对该系统的影响。此时地球和小行星距离最近,下列说法错误的是()A.小行星绕太阳做圆周运动的周期为8年B.地球和小行星的线速度大小之比为2∶1C.至少经过年,地球和小行星距离再次最近D.经过相同时间,地球、小行星圆周运动半径扫过的面积之比为2∶1答案D本课结束答案见解析增素能精准突破考点一赤道上物体、近地卫星、同步卫星的运行问题[自主探究]【对点演练】1.(多选)(2021湖南卷)2021年4月29日,中国空间站天和核心舱发射升空,准确进入预定轨道。根据任务安排,后续将发射问天实验舱和梦天实验舱,计划2022年完成空间站在轨建造。核心舱绕地球飞行的轨道可视