2020年高考物理专题四小专题3天体运动突破专题课件.ppt

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1、小专题3天体运动突破专题突破1近地卫星、赤道上的物体及同步卫星的运行问题1.同步卫星的六个“一定”2.近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9km/s，运行周期约为84min.3.近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转的物体的三种匀速圆周运动的比较.(1)轨道半径：近地卫星与赤道上物体的轨道半径相同，同步卫星的轨道半径较大，即r同>r近＝r物.(4)动力学规律：【典题1】(2016年新课标Ⅰ卷)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信，目前，地球同步卫星的轨道

2、半径约为地球半径的6.6倍.假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为()A.1hB.4hC.8hD.16h图D28答案：B【考点突破1】(2016年四川卷)国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星“东方红一号”，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的“东方红二号”卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上.设“东方红一号”在远地点的向心加速度为a1，“东方红二号”的向心加速度

3、为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为()A.a2＞a1＞a3B.a3＞a2＞a1C.a3＞a1＞a2D.a1＞a2＞a3答案：D突破2卫星的变轨问题1.变轨原理及过程(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Z3-1所示.(2)在A点(近地点)点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ.图Z3-1(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ.2.变轨过程各物理量分析(1)速度：设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v

4、3，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vA>v1，在B点加速，则v3>vB，又因v1>v3，故有vA>v1>v3>vB.(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，经过B点加速度也相同.【典题2】(2017年吉林通化二模)我国发射了一颗地球资源探测卫星，发射时，先将卫星发射至距离地面50km的近地圆轨道1上，然后变轨到近地点距离地面50km、远地点距离地面1500km的椭圆轨道2上，最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，如

5、图Z3-2所示.忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是()图Z3-2A.该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处点火加速B.该卫星在轨道2上稳定运行时，P点的速度小于Q点的速度C.该卫星在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度D.该卫星在轨道3的机械能小于在轨道1的机械能解析：卫星在轨道上运行时，轨道的半长轴越大，需要的能量越大，由于轨道2的半长轴比轨道1的半长轴大，因此该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处点火加速，A正确；该卫星在轨道2上稳定运行时，根据开普勒第二定律可知，近地点P点的速度大于远地点Q点的速度，B错误；根据牛顿第二在轨道2上经过Q点的

6、加速度等于在轨道3上经过Q点的加速度，C错误；卫星在轨道上运行时，轨道的半长轴越大，需要的能量越大，由于轨道3的半长轴比轨道1的半长轴大，所以该卫星在轨道3的机械能大于在轨道1的机械能，D错误.答案：A【考点突破2】2016年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天空二号”自动交会对接成功，如图Z3-3所示.假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了)实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是(图Z3-3A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现

7、对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接解析：若使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，飞船加速会进入较高的轨道，空间实验室减速会进入较低的轨道，都不能实现对接，A、B错误；要想实现对接，可使飞船在比空间实验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间实验室轨道，逐渐靠近空间站后，两者速度接近时实现对接，C正确，D错误.答案：C突破3天体的追及问题1.相距最近：两卫星的运转方向相同，且位于和中心连线的半径上同