专题 卫星变轨问题以及双星多星问题-2021-2022学年高一物理备课帮导学案（人教版2019必修第二册）

§专题 卫星变轨问题以及双星多星问题 预习案 预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！） 1.我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。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（ ） A．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，减速后逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 2.1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G。则 (　　) A.v1>v2,v1=　　　　　　　　B.v1>v2,v1> C.v1<v2,v1=　　　　　　　　D.v1<v2,v1> 3.探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的处通过变速再进入地月“转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行视为圆周运动，对月球进行探测．已知卫星绕“工作轨道”的运行周期为，距月球表面的高度为，月球半径为，引力常量为，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响． 要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度 求探月卫星在”工作轨道”上环绕的线速度大小； 求月球的第一宇宙速度． 我的疑问（发现问题比解决问题更重要！） 请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。 探究案 质疑探究（质疑解疑，合作探究） 探究点一：卫星变轨问题 例1. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道，然后经点火，使其沿椭圆轨道运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道，轨道、相切于点，轨道、相切于点，如图所示，则当卫星分别在、、轨道上正常运行时，以下说法正确的 A. 卫星在轨道上的速率大于在轨道上的速率 B. 卫星在轨道上经过点的速率小于在轨道上经过点的速率 C. 卫星在轨道上运动的周期大于它在轨道上运动的周期 D. 卫星在轨道上经过点时的加速度等于它在轨道上经过点时的加速度 针对训练1.2020年11月24日凌晨4时30分,我国在文昌航天发射场成功将“嫦娥五号”探测器直接送入地月转移轨道。如图所示,“嫦娥五号”探测器沿地月转移轨道飞向月球,在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行;然后探测器又经过两次变轨最终在距离月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动,如图所示。则下列说法正确的是 (　　) A.探测器在三个轨道上运动的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ B.探测器要从Ⅱ轨道返回Ⅰ轨道须在P点点火减速 C.探测器在不同轨道运动到P点(尚未制动)时的加速度相等 D.探测器在Ⅱ轨道远月点的线速度大于近月点的线速度 针对训练2.《天问》是战国时期诗人屈原创作的一首长诗,全诗问天、问地、问自然,表现了古人对传统的质疑和对真理的探索精神。2020年7月23日,我国火星探测器“天问一号”成功发射,屈原的“天问”梦想成为现实。图中虚线为“天问一号”的“地”“火”转移轨道,下列说法正确的是 (　　) A.“天问一号”的最小发射速度为7.9 km/s B.“天问一号”由虚线轨道进入火星轨道需要点火加速 C.“天问一号”在由地球到火星轨道的虚线轨道上线速度逐渐变大 D.“天问一号”从地球飞到火星轨道的时间大于火星公转周期的一半 针对训练3.2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图8所示，地球在椭圆轨道 Ⅰ 上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道 Ⅱ.在圆形轨道 Ⅱ 上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚.对于该过程，下列说法正确的是(　　) 图8 A.沿轨道 Ⅰ 运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道 Ⅱ B.沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期 C.沿轨道 Ⅰ 运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度 D.在轨道 Ⅰ 上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大 针对训练4.2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进入大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡”目标的第一步，环绕火星成功。如图所示为“天问一号”