高中物理精品课件:卫星发射、变轨和对接-双星模型.pptxVIP

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;;;;第一宇宙速度

(环绕速度);1.地球的第一宇宙速度的大小与地球质量有关.()

2.月球的第一宇宙速度也是7.9km/s.()

3.同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度.()

4.若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度,则物体可绕太阳运行.();1.第一宇宙速度的推导;2.宇宙速度与运动轨迹的关系

(1)v发=7.9km/s时,卫星绕地球表面做匀速圆周运动.

(2)7.9km/sv发11.2km/s时,卫星绕地球运动的轨迹为椭圆.

(3)11.2km/s≤v发<16.7km/s时,卫星绕太阳运动的轨迹为椭圆.

(4)v发≥16.7km/s时,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的空间.;例1地球的近地卫星线速度大小约为8km/s,已知月球质量约为地球质量的,地球半径约为月球半径的4倍,下列说法正确的是

A.在月球上发射卫星的最小速度约为8km/s

B.月球卫星的环绕速度可能达到4km/s

C.月球的第一宇宙速度??为1.8km/s

D.“近月卫星”的线速度比“近地卫星”的线速度大;;例2(2020·北京卷·5)我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”.已知火星质量约为地球质量的10%,半径约为地球半径的50%,下列说法正确的是

A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度

B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间

C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度;;例3宇航员在一星球上以速度v0竖直上抛一质量为m的物体,经2t后落回手中,已知该星球半径为R,则该星球的第一宇宙速度的大小为;;1.变轨原理

(1)为了节省能量,在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上,如图所示.;2.变轨过程分析

(1)速度:设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3,在轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为vA、vB.在A点加速,则vAv1,在B点加速,则v3vB,又因v1v3,故有vAv1v3vB.

(2)加速度:因为在A点,卫星只受到万有引力作用,故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点,卫星的加速度都相同,同理,卫星在轨道Ⅱ或轨道Ⅲ上经过B点的加速度也相同.;(4)机械能:在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒.若卫星在Ⅰ、Ⅱ、???轨道的机械能分别为E1、E2、E3,从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ,从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ,都需要点火加速,则E1E2E3.;A.在轨道Ⅱ上运行时的周期小于在轨道Ⅰ上运

行时的周期

B.在轨道Ⅰ上运行时的加速度大小始终大于在轨道Ⅱ上时的加速度大小

C.在N点时嫦娥五号经过点火加速才能从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道返回

D.在月地转移轨道上飞行的过程中可能存在不受万有引力的瞬间;;例5(2022·浙江1月选考·8)“天问一号”从地球发射后,在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点,再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道,则天问一号

A.发射速度介于7.9km/s与

11.2km/s之间

B.从P点转移到Q点的时间

小于6个月

C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小

D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度;;;例6宇宙飞船和空间站在同一轨道上运行.若飞船想与前方的空间站对接,飞船为了追上空间站,可采取的方法是

A.飞船加速直到追上空间站,完成对接

B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道,再加速追上空间站完成对接

C.飞船加速至一个较高轨道,再减速追上空间站,完成对接

D.无论飞船采取何种措施,均不能与空间站对接;;;1.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.多星模型

(1)定义:所研究星体的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.

(2)常见的三星模型

①三颗星体位于同一直线上,两颗质量相等的环绕星围绕中央星在同一半径为R的圆形轨道上运行(如图甲所示).

②三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点上(如图乙所示).;(3)常见的四星模型

①四颗质量相等的星体位于正方形的四个顶点上,沿着外接于正方形的圆形轨道做匀速圆周运动(如图丙所示).

②三颗质量相等的星体始终位于正三角形的三个顶点上,另一颗位于中心O,外围三颗星绕O做匀速圆周运动(如图丁所示).;例7(多选)(2018·全国卷Ⅰ·20)2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100s时,它们相距约400km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈.将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估

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