高考物理一轮总复习精品课件 第5章 万有引力与航天 第3讲 专题提升天体运动的四大问题.ppt

解析在轨道Ⅱ上运动过程,只有引力做功,机械能守恒,故经过A的机械能等于经过B的机械能,A错误;在轨道Ⅰ上A点短时间开动发动机使航天飞机减速做近心运动,B正确;在轨道Ⅱ上运动的半长轴小于在轨道Ⅰ上运动的半径,由开普勒第三定律可知,在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期,C错误;由牛顿第二定律可得,A点到地心距离一定,故在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度,D错误。考向三飞船对接问题典题32023年1月21日,神舟十五号3名航天员在400km高的空间站向祖国人民送上新春祝福,空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ,设地球表面重力加速度为g,地球半径为R,椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道,两轨道相切于A点,下列说法正确的是()A.在A点时神舟十五号经过点火加速才能从轨道Ⅰ进入轨道ⅡB.飞船在A点的加速度小于空间站在A点的加速度C.空间站在轨道Ⅰ上的速度小于D.轨道Ⅰ上的神舟十五号飞船想与前方的空间站对接,只需要沿运动方向加速即可C题型二双星和多星一、双星模型1.定义:绕公共圆心转动的两个星体组成的系统,我们称之为双星系统。如图所示。2.特点(1)各自所需的向心力由彼此间的万有引力提供,即(2)两星的周期、角速度相同,即T1=T2,ω1=ω2。(3)两星的轨道半径与它们之间的距离关系为r1+r2=L。二、多星模型所研究星体所受万有引力的合力提供做圆周运动的向心力,除中央星体外,各星体的角速度或周期相同。常见的多星模型及规律:考向一双星问题典题4科学家经观测发现银河系的MAXIJ1820+070是一个由黑洞和恒星组成的双星系统,若系统中的黑洞中心与恒星中心距离为L,恒星做圆周运动的周期为T,引力常量为G,由此可以求出黑洞与恒星的()A.质量之比、质量之和B.线速度大小之比、线速度大小之和C.质量之比、线速度大小之比D.质量之和、线速度大小之和D考向二多星问题典题5(多选)宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中一种三星系统如图所示。三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为R。忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,引力常量为G,则()ABC题型三卫星的追及相遇问题天体“相遇”指两天体相距最近,以地球和行星“相遇”为例(“行星冲日”),某时刻行星与地球最近,此时行星、地球与太阳三者共线且行星和地球的运转方向相同(图甲),根据可知,地球公转的速度较快,从初始时刻到之后“相遇”,地球与行星距离最小,三者再次共线,有两种方法可以解决问题。1.角度关系ω1t-ω2t=n·2π(n=1,2,3,…)2.圈数关系同理,若两者相距最远(行星处在地球和太阳连线的延长线上)(图乙),有关系式典题6(2023哈师大附中模拟)“海王星冲日”是指地球处在太阳与海王星之间,2018年9月7日出现过一次海王星冲日。已知地球和海王星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近似为圆,海王星公转周期约为164.8年,则()A.地球的公转轨道半径比海王星的大B.地球的公转线速度比海王星的小C.2019年不会出现海王星冲日D.2017年出现过海王星冲日D典题7(2023湖北卷)2022年12月8日,地球恰好运行到火星与太阳之间,且三者几乎排成一条直线,此现象被称为“火星冲日”。火星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,火星与地球的公转轨道半径之比约为3∶2,如图所示。根据以上信息可以得出()A.火星与地球绕太阳运动的周期之比约为27∶8B.当火星与地球相距最远时,两者的相对速度最大C.火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为9∶4D.下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前B题型四天体的瓦解和黑洞问题一、星球的瓦解问题当星球自转越来越快时,星球对“赤道”上的物体的引力不足以提供向心力时,物体将会“飘起来”,进一步导致星球瓦解,瓦解的临界条件是赤道上的二、黑洞黑洞是一种密度极大、引力极大的天体,以至于光都无法逃逸,科学家一般通过观测绕黑洞运行的天体的运动规律间接研究黑洞。当天体的逃逸速度(逃逸速度为其第一宇宙速度的倍)超过光速时,该天体就是黑洞。考向一星球的瓦解问题典题8我国500m口径射电望远镜(天眼)发现的毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19ms。假设星体为质量均匀分布的球体,已知引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为()A.5×109kg/m3 B.5