人教版高中物理必修第二册精品课件 第七章 万有引力与宇宙航行 07-重难专题10 卫星的变轨和双星问题.ppt

*******************第七章万有引力与宇宙航行重难专题10卫星的变轨和双星问题一、卫星的变轨问题1.卫星发射及变轨过程概述人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。3.两类变轨比较CA行的半长轴，则沿轨道Ⅰ运行的周期大于沿轨道Ⅱ运行的周期，故C错误；根据开普勒第二定律可知，沿同一轨道运动时在相等的时间内与火星的连线扫过的面积相等，而在相等时间内，沿轨道Ⅰ运行与沿轨道Ⅱ运行扫过的面积一定不相等，故D错误。二、航天器的对接问题：若使航天器在同一轨道上运行，航天器加速会进入较高的轨道，减速会进入较低的轨道，都不能实现对接；故要想实现对接，可使航天器在半径较小的轨道上加速，然后进入较高的空间轨道，逐渐靠近其他航天器，两者速度接近时实现对接。例题2如图所示，我国发射的“神舟十一号”飞船和“天宫二号”空间实验室于2016年10月19日自动交会对接成功。假设对接前“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是()A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接√[解析]飞船在同一轨道上加速追赶空间实验室时，速度增大，所需向心力大于万有引力，飞船将做离心运动，不能实现与空间实验室的对接，故A错误；空间实验室在同一轨道上减速等待飞船时，速度减小，所需向心力小于万有引力，空间实验室将做近心运动，也不能实现对接，故B错误；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速时，飞船将做离心运动，逐渐靠近空间实验室，可在两者速度接近时实现对接，故C正确；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速时，飞船将做近心运动，远离空间实验室，不能实现对接，故D错误。对点演练2“神舟十一号”飞船与“天宫二号”目标飞行器顺利完成自动交会对接。关于它们的交会对接，以下说法正确的是()BA.飞船在同轨道上加速直到追上“天宫二号”完成对接B.飞船从较低轨道，通过加速追上“天宫二号”完成对接C.在同一轨道上的“天宫二号”通过减速完成与飞船的对接D.若“神舟十一号”与“天宫二号”原来在同一轨道上运动，可以通过直接加速或减速的运动方式完成对接[解析]“神舟十一号”飞船与“天宫二号”目标飞行器正确对接的方法是处于较低轨道的“神舟十一号”飞船在适当位置通过适当加速，恰好提升到“天宫二号”目标飞行器所在高度并与之交会对接。若“神舟十一号”与“天宫二号”原来在同一轨道上运动，后面的航天器加速会上升到较高轨道，前面的航天器减速会下降到较低的轨道，都不会完成交会对接，故A、C、D错误，B正确。三、双星或多星问题1.双星模型（1）模型概述：如图所示，宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计。在这种情况下，它们将围绕其连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，这种结构叫作“双星”。（2）特点①两星围绕它们之间连线上的某一点做匀速圆周运动，两星的运行周期、角速度相同。②两星的向心力大小相等，由它们间的万有引力提供。2.多星系统：在宇宙中存在“三星”“四星”等多星系统，在多星系统中,各个星体做圆周运动的周期、角速度相同,某一星体做圆周运动的向心力是由其他星体对它引力的合力提供的。C甲乙√方法点拨双星或多星问题解题技巧（1）确定系统中心及半径：明确双星或多星的特点、规律，确定系统的中心以及运动的轨道半径。（2）明确向心力：星体的向心力由其他天体对它的万有引力的合力提供。（3）抓住角速度特点：星体的角速度大小相等。（4）清楚星体的轨道半径不一定是天体间的距离：要利用几何知识寻找两者之间的关系，正确计算万有引力和向心力。*******************************