高考物理 第五章万有引力与宇宙航行 素养提升10天体运动中的三大问题.pptxVIP

素养提升10?

天体运动中的三大问题;CONTENTS;;1.两类变轨的对比;（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

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。;①在A点，由圆轨道Ⅰ变至椭圆轨道Ⅱ时，发动机向后喷气，推

力做正功，动能增加、势能不变、机械能增加；

②在B点，由椭圆轨道Ⅱ变至圆轨道Ⅲ时，发动机向后喷气，

推力做正功，动能增加、势能不变、机械能增加；

反之也有相应的规律。;卫星变轨问题中各物理量的比较;A.沿轨道Ⅰ运行的速度小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度;?;卫星变轨问题中的能量变化;;?;飞船对接问题;A.在A点时神舟十五号经过点火加速才能从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ;?;;绕同一中心天体，在同一轨道平面内不同高度上同向运行的卫

星，因运行周期的不同，两颗卫星有时相距最近，有时又相距最远，

这就是天体中的“追及相遇”问题。;【例4】（多选）我国的北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨

道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星共30颗卫

星组成。如图所示，A、C为地球静止轨道卫星，B为在赤道平面的中

圆地球轨道卫星，绕行方向均与地球自转方向一致。已知地球自转周

期为T1，卫星B的运行周期为T2，图示时刻，卫星A与卫星B相距最

近。下列说法正确的是（）;A.卫星A、B、C的向心加速度的大小关系为aA＝aC＜aB;?;?;A.卫星二的机械能一定大于卫星一的机械能;?;;（1）定义：绕天体连线上某一点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

所研究星体所受万有引力的合力提供其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。常见的多星及规律：;常见

的四

星模

型;【例6】如图所示，“食双星”是两颗相距为d的恒星A、B，只在

相互引力作??下绕连线上O点做匀速圆周运动，彼此掩食（像月亮

挡住太阳）而造成亮度发生周期性变化的两颗恒星。观察者在地球

上通过望远镜观察“食双星”，视线与双星轨道共面。观测发现每

隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，已知引力常量为G，地球距

A、B很远，可认为地球保持静止，则（）;?;【例7】宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽

略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定

的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线

上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星

位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道

运行，如图乙所示。设两种

系统中三个星体的质量均为

m，且两种系统中各星间的

距离已在图中标出，引力常

量为G，则下列说法中正确的是（）;;?;?;;1.（2023·新课标卷17题）2023年5月，世界现役运输能力最大的货运

飞船天舟六号，携带约5800kg的物资进入距离地面约400km（小

于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近

似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（）;?;?;2.（2024·九省联考贵州）天宫空间站运行过程中因稀薄气体阻力的

影响，每经过一段时间要进行轨道修正，使其回到原轨道。修正

前、后天宫空间站的运动均可视为匀速圆周运动，则与修正前相

比，修正后天宫空间站运行的（）;?;3.（2024·河北邢台模拟）2022年，我国航天经历了不平凡的一年。在探月与深空探测方面，我国科学家在“嫦娥五号”取回的月壤中发现了一种月球的新矿物，并命名为“嫦娥石”；我国首次火星探测“天问一号”任务团队获得国际宇航联合会2022年度“世界航天奖”；载人航天方面，“神舟十五号”飞船成功发射，中国空间站建造阶段发射“满堂红”。关于航天的知识，下列说法正确的是（）;解析：“嫦娥五号”是探月飞行，发射速度应在第一宇宙速度

和第二宇宙速度之间，A错误；“天问一号”到达火星表面附近后

应减速，从而被火星引力所捕获，B正确；“神舟十五号”从椭圆

轨道的远地点变轨到大的圆轨道时应加速，由于第一宇宙速度是卫

星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，故变轨后的速度一定小于第

一宇宙速度，C错误；空间站运行时，舱内的物体处于完全失重状

态，但是仍然受引力作用，D错误。;4.（2024·安徽合肥模拟）《天问》是中国战国时期诗人屈原创作的

一首长诗，全诗问天问地问自然，表现了作者对传统的质疑和对真

理的探索精神，我国探测飞船天问一号发射成功飞向火星，屈原的

“天