第七章 专题强化　天体运动的分析与计算-物理人教版必修第二册.pptxVIP

第七章TIANTIYUNDONGDEFENXIYUJISUAN专题强化天体运动的分析与计算探究重点提升素养/专题强化练

1.掌握处理星体绕中心天体做圆周运动的基本思路.2.掌握星体绕中心天体做圆周运动的物理量与轨道半径的关系.学习目标

内容索引探究重点提升素养Part1专题强化练Part2

探究重点提升素养Part1

一、天体运动参量的分析与计算1.一般卫星(或行星)的运动可看成匀速圆周运动，用描述天体运行的物理量表示出其所需向心力，并写出与万有引力的关系.导学探究

2.请使用问题1中的关系式推导线速度v、角速度ω、周期T、向心加速度an与轨道半径r的关系.导学探究

3.随着轨道半径r的增大，v、ω、T、an如何变化？在同一圆轨道上运行的不同卫星，它们的v、ω、T、an有何特点？导学探究答案卫星的轨道半径r越大，v、ω、an越小，T越大，即越远越慢.卫星的轨道半径r确定后，其相对应的线速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度大小、角速度和向心加速度大小.

4.同一轨道上的同向绕行的两卫星是否有可能相撞？导学探究答案不可能.同一轨道上的两卫星，线速度大小相等，相对静止，故不可能相撞.5.你知道“黄金代换公式”吗？说说这个公式的作用.答案忽略自转时，mg＝，整理可得：GM＝gR2.在引力常量G和中心天体质量M未知时，可用gR2替换GM，GM＝gR2被称为“黄金代换公式”.

(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等，且小于c的质量，则A.b所需向心力最小B.b、c的周期相同且大于a的周期C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D.b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度例1√√√

因卫星所需的向心力是由它们所受的万有引力提供的，即Fn＝则b所需向心力最小，A对；

(2020·浙江7月选考)火星探测任务“天问一号”的标识如图所示.若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的A.轨道周长之比为2∶3B.线速度大小之比为C.角速度大小之比为D.向心加速度大小之比为9∶4例2√

轨道周长C＝2πr，与半径成正比，故轨道周长之比为3∶2，故A错误；

(2021·扬州市高一期末)2021年4月29日，天和核心舱的成功发射标志着中国空间站建设拉开了帷幕.若空间站质量为m，空间站距地面高度为h，地球半径为R，引力常量为G.地球表面重力加速度为g，求：(1)空间站受到地球引力的大小；例3

(2)空间站环绕地球运行的周期；

(3)空间站环绕地球运行的向心加速度大小.

二、卫星相距“最近”“最远”问题两颗卫星在同一轨道平面内同向绕地球做匀速圆周运动，a卫星的角速度为ωa，b卫星的角速度为ωb.若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，相距最近，如图甲所示.当它们转过的角度之差Δθ＝π，即满足ωaΔt－ωbΔt＝π时，两卫星第一次相距最远，如图乙所示.当它们转过的角度之差Δθ＝2π，即满足ωaΔt－ωbΔt＝2π时，两卫星再次相距最近.

(2021·江苏高邮中学高一期末)a、b两颗卫星均在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，a为近地卫星，b卫星离地面高度为3R，已知地球半径为R，表面的重力加速度为g，试求：(1)a、b两颗卫星周期分别是多少？例4

(2)a、b两颗卫星速度之比是多少？答案2

(3)若某时刻两卫星正好同时通过赤道同一点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？返回

专题强化练Part2

1.(2022·杭州市模拟)2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船与中国空间站“天和核心舱”完成自主对接.若对接前“神舟十三号”在较低圆轨道上运行，“天和核心舱”在较高圆轨道上运行，则A.“神舟十三号”运行的周期比“天和核心舱”的大B.“神舟十三号”运行的线速度比“天和核心舱”的大C.“神舟十三号”运行的角速度比“天和核心舱”的小D.“神舟十三号”所受的向心力比“天和核心舱”的大基础强化练√1234567891011

由ω＝可知“神舟十三号”运行的角速度比“天和核心舱”的大，故C错误；1234567891011

由于“神舟十三号”的质量和“天和核心舱”的质量未知，所以无法比较向心力大小，故D错误.1234567891011

2.(2021·绍兴市高一期末改编)a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星.其中a、c的轨道相交于P点，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上.某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示，下列说法中