6.3万有引力定律的应用+课件-2025学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册 .pptx

第六章万有引力定律

第三节万有引力定律的应用

;特点;一、同步卫星的几个一定;二、卫星变轨;典型例题1如图所示，“嫦娥一号”探月卫星被月球捕获后，首先稳定在椭圆轨道Ⅰ上运动，其中P、Q两点分别是轨道Ⅰ的近月点和远月点，Ⅱ是卫星绕月球做圆周运动的轨道，轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，则()

（A）卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的速度大于Q点的速度

（B）卫星沿轨道Ⅰ运动，在P点的加速度小于Q点的加速度

（C）卫星分别沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的加速度不相等

（D）卫星要从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，须在P点加速;三、双星系统;三、双星系统;三、双星系统;典型例题2于如我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。求S2的质量。;;关于同步卫星的描述，哪一项是正确的？

A.同步卫星必须与地面上的观察者保持固定的相对位置

B.同步卫星的轨道周期比地球的自转周期长

C.同步卫星的轨道平面与地球的赤道平面平行

D.同步卫星可以是静止的，但并不一定保持与地球同一位置

答案：A解析：同步卫星的定义是指其轨道周期与地球的自转周期相同（即24小时），并且保持与地面某一固定点的相对位置不变。同步卫星的轨道平面与地球赤道平面平行，轨道的高度约为35786千米。;已知某同步卫星的轨道高度为35786km，试问该卫星的轨道周期为多少？

A.12小时

B.24小时

C.48小时

D.36小时

答案：B解析：根据万有引力定律，卫星轨道的周期与卫星与地球的距离（r）有关，具体计算可以得到同步卫星的周期为24小时，即与地球自转周期相同。;卫星的轨道半径为r，其周期为T，那么卫星的速度v与万有引力常数G、地球质量M之间的关系是：;如果同步卫星的轨道半径增加一倍，则该卫星的轨道周期将如何变化？

A.增加一倍

B.增加四倍

C.增加根号2倍

D.不变

答案：A解析：根据开普勒第三定律，轨道周期与轨道半径的3/2次方成正比。因此，如果轨道半径增加一倍，周期将增加根??2倍，答案选A。

;卫星的变轨过程中，最有效的方式是：

A.利用卫星本身的动能

B.利用火箭助推

C.利用太阳风

D.利用地球引力

答案：B解析：卫星的变轨一般依赖于火箭助推，利用火箭的推力改变卫星的轨道。这是目前最有效、最常用的方式。;变轨时，卫星在变轨过程中的加速度主要受到以下哪一因素的影响？

A.卫星本身的质量

B.火箭推力

C.地球引力

D.卫星的初速度

答案：B解析：在卫星变轨过程中，主要依赖于火箭推力来改变卫星的轨道。推力的大小直接影响卫星的加速度。;下列关于双星系统的描述，哪一项是正确的？

A.双星系统中的两个星体质量相等

B.双星系统中两个星体距离不变

C.双星系统中的两个星体绕共同质心运动

D.双星系统中的两个星体始终保持相对静止

答案：C解析：在双星系统中，两个星体绕共同的质心运动，质心是两星体质量加权平均的点，双星系统中的两颗星体的运动是相对的，但它们的质心始终静止。;;关于地球和同步卫星之间的万有引力，以下哪个说法是正确的？

A.地球对同步卫星的引力为零

B.同步卫星的重力比地面上的重力要大

C.同步卫星和地球之间的万有引力等于卫星的向心力

D.同步卫星的引力与地面上的引力相同

答案：C解析：同步卫星的万有引力和它的向心力是相等的，这两者共同作用使卫星保持在同步轨道上，进行稳定的圆周运动。;一颗卫星要从圆形轨道上变轨到另一条轨道，最简单的方式是：

A.通过减速

B.通过增加速度

C.直接改变轨道面

D.通过增加卫星质量

答案：A解析：卫星变轨的最简单方法是通过减速，使卫星进入较低的轨道。减速后，卫星将受到地球更强的引力作用，从而调整轨道。;双星系统中，两颗星的距离为r，它们的公转周期T与距离r的关系是：;一个变轨卫星的轨道周期为24小时，如果它的轨道高度变为原来的两倍，新的轨道周期将是：

A.48小时

B.34小时

C.24小时

D.12小时

答案：A解析：根据开普勒定律，轨道周期与轨道半径的3/2次方成正比。如果轨道高度加倍，周期将增加一倍，即48小时。;下列哪项描述与双星系统的稳定性无关？

A.两颗星的质量

B.两颗星之间的距离

C.两颗星的轨道速度

D.双星系统所在的星系的引力

答案：D解析：双星系统的稳定性主要由两颗星的质量、轨道半径和轨道速度决定，星系的引力对双星系统的稳定性影响不大。;如果卫星的速度增加，那么卫星轨道将如何变化？

A.轨道变高

B.轨道变低

C.轨道不变

D