高考物理二輪復習專題3萬有引力與天體運動

1、主干知識整合主干知識整合二、天體運動問題的處理方法二、天體運動問題的處理方法1在處理天體的運動問題時，通常把天體的運動簡化為：在處理天體的運動問題時，通常把天體的運動簡化為：中心天體是不動的，環(huán)繞天體以中心天體的球心為圓心做勻速中心天體是不動的，環(huán)繞天體以中心天體的球心為圓心做勻速圓周運動；環(huán)繞天體只受到中心天體的萬有引力作用，這個引圓周運動；環(huán)繞天體只受到中心天體的萬有引力作用，這個引力提供環(huán)繞天體做勻速圓周運動的向心力力提供環(huán)繞天體做勻速圓周運動的向心力2人造衛(wèi)星的加速度、線速度、角速度、周期與軌人造衛(wèi)星的加速度、線速度、角速度、周期與軌道半徑的關系道半徑的關系要點熱點探究要點熱點探究 探

2、究點一同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星與極地衛(wèi)星問題探究點一同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星與極地衛(wèi)星問題1地球軌道同步衛(wèi)星地球軌道同步衛(wèi)星(1)同步衛(wèi)星位于赤道正上方，軌道平面與赤道平面共面；同步衛(wèi)星位于赤道正上方，軌道平面與赤道平面共面；(2)同步衛(wèi)星的軌道半徑一定，距離地球表面的高度一定，同步衛(wèi)星的軌道半徑一定，距離地球表面的高度一定，約約36000 km；(3)同步衛(wèi)星的運行周期和地球的自轉周期相同，同步衛(wèi)星的運行周期和地球的自轉周期相同，T24 h，且轉動方向相同；且轉動方向相同；(4)所有地球軌道同步衛(wèi)星的半徑、線速度大小、角速度大所有地球軌道同步衛(wèi)星的半徑、線速度大小、角速度大小及周期都相同小及周期都相同【

3、點評】【點評】 解答地球軌道同步衛(wèi)星問題時，應關注解答地球軌道同步衛(wèi)星問題時，應關注同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星的軌道總在地球赤道正上方、運行周期與地球自轉周期相同的軌道總在地球赤道正上方、運行周期與地球自轉周期相同且轉動方向相同、軌道半徑相同且轉動方向相同、軌道半徑相同等要點下面的變式題綜合等要點下面的變式題綜合考查地球自轉、近地衛(wèi)星和地球軌道同步衛(wèi)星的運動問題考查地球自轉、近地衛(wèi)星和地球軌道同步衛(wèi)星的運動問題 20112011山東卷山東卷 多選多選 甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運行高度低于甲的運行高度，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運行高度低于甲的運行高度，兩衛(wèi)星

4、軌道均可視為圓軌道以下判斷正確的是兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道以下判斷正確的是()A甲的周期大于乙的周期甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度甲的加速度小于乙的加速度D甲在運行時能經過北極的正上方甲在運行時能經過北極的正上方 探究點二天體質量和密度的估算問題探究點二天體質量和密度的估算問題 探究點三航天器的動力學分析與變軌問題探究點三航天器的動力學分析與變軌問題運行半徑較大的人造衛(wèi)星的一般發(fā)射過程如圖所示，先將運行半徑較大的人造衛(wèi)星的一般發(fā)射過程如圖所示，先將衛(wèi)星發(fā)射到離地面較近的圓軌道衛(wèi)星發(fā)射到離地面較近的圓軌道上，運行穩(wěn)定后再啟動上，運

5、行穩(wěn)定后再啟動火箭火箭(或發(fā)動機或發(fā)動機)短暫加速短暫加速(位置位置B)，由于速度變大，萬有引，由于速度變大，萬有引力充當向心力不足，衛(wèi)星將沿橢圓軌道力充當向心力不足，衛(wèi)星將沿橢圓軌道做離心運動，做離心運動，當衛(wèi)星將沿橢圓軌道運動到橢圓軌道的遠地點當衛(wèi)星將沿橢圓軌道運動到橢圓軌道的遠地點A時，時，再次啟動火箭短暫加速再次啟動火箭短暫加速，衛(wèi)星再次變軌繞圓軌道，衛(wèi)星再次變軌繞圓軌道做做勻速圓周運動勻速圓周運動2010年年10月月1日日18時時59分分57秒，搭載著秒，搭載著“嫦娥二嫦娥二號號”衛(wèi)星的長征三號丙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)衛(wèi)星的長征三號丙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，衛(wèi)星

6、由地面發(fā)射后，進入地月轉移軌道，經多次變軌最射，衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進入地月轉移軌道，經多次變軌最終進入距離月球表面終進入距離月球表面100公里，周期為公里，周期為118分鐘的工作軌道，分鐘的工作軌道，開始對月球進行探測，如圖開始對月球進行探測，如圖143所示已知萬有引力常量所示已知萬有引力常量為為G，則，則()A衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道上的運動速度比月球的第一宇宙速度小上的運動速度比月球的第一宇宙速度小B衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道上經過上經過P點的速度比在軌道點的速度比在軌道上經過上經過P點點時大時大C由已知條件可求月球的密度由已知條件可求月球的密度D衛(wèi)星在軌道衛(wèi)星在軌道上的機械能比在軌道上的機械能比在軌道上大上大 探究點四雙星問題探究點四雙星問題月球與地球質量之比約為月球與地球質量之比約為180，有研究者認為，有研究者認為月球和地球可視為一個由兩個質點構成的雙星系統，它們都月球和地球可視為一個由兩個質點構成的雙星系統，它們都圍繞月地連線上某點圍繞月地連線上某點O做勻速圓周運動據此觀點，可知月球做勻速圓周運動據此觀點，可知月球與地球繞與地球繞O點運動的線速度大小之比約為點運動的線速度大小之比約為()A16400B180C801 D6400 1【備選理由】【備選理由】 直接應用開普勒三定律解題比應用萬有引