专题提升3 天体运动中的几类典型问题-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习全书word（粤教版2019）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 专题提升3天体运动中的几类典型问题 [素养目标] 1.理解同步卫星、近地卫星及赤道上物体的区别 2.掌握双星运动的特点，会分析求解双星运动的周期和角速度： 3.会分析卫星的变轨问题，知道卫星变轨的原因和变轨前后卫星速度 的变化. 分类研析 突破要点，提升关键 类型一赤道上的物体与近地卫星、同步卫星的比较 赤道上 比较内容 近地卫星 同步卫星 的物体 向心力 万有引力 万有引力 来源 的分力 向心力方向 指向地心 重力与万有 重力略小于 重力等于万有引力 引力的关系 万有引力 V3= V1-@R 3(R+h) 线速度 Gm地 v1v<v2(v2为第一宇宙速度) 角速度 ⊙1F日自 Gm的 2 R3 030自F ·独家授权侵权必究· 享学科网书城国 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 Gm出 (R+)3 01F03<02 as= a2=w22R= 向心加 a1-@2R Gma o32(R+h) 速度 R2 Gm过 (R+)2 a<ag<a [例1](2021·江苏苏州月考)如图所示，A为地球表面赤道上的物体， B为轨道在赤道平面内的实验卫星，C为在赤道上空的地球同步卫星， 已知卫星C和卫星B的轨道半径之比为3：1，且两卫星的环绕方向相 同，下列说法正确的是(B) A.卫星B、C运行速度之比为3：1 B.卫星B的加速度大于物体A的加速度 C.同一物体在卫星B中对支持物的压力比在卫星C中大 D.在卫星B中一天内可看到3次日出 解析：根据四=÷知v一√平，所以B、C的运行速度之比为V5:1, 故A错误；卫星在空中只受到万有引力，根据a=G樱得a兴，B的轨 道半径比C的小，所以B的加速度比C的大，又A、C的角速度相同，根 据a=w2r得C的加速度比A大，故卫星B的加速度大于物体A的加速 度，故B正确；绕地球做匀速圆周运动的卫星内的物体都处于完全失 ·独家授权侵权必究： 学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 量b.2 xxk.com 您身边的互联网+教辅专家 重状态，所以物体对支持物的压力都是0，故C错误；根据婴-m (要)r可得T=2πV丽，地球同步卫星C和实验卫星B的轨道半径之 比为3：1，两卫星周期关系装停√历，C的周期与地球的自转周 期相等，为24小时，所以B的周期为小时，一天内B绕地球的图数 n碧-33≈5.2，所以在卫星B中一天可以看到5次日出，故D错误。 [针对训练1]（多选)如图所示，a是静止在赤道上随地球自转的物体， b、c是在赤道平面内的两颗人造卫星，b位于离地高度等于地球半径 的圆形轨道上，C是同步卫星.下列关系正确的是(ACD) A.物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度 B.卫星b的角速度小于卫星c的角速度 C.物体a随地球自转的周期等于卫星c的周期 D.物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度 解析：地球赤道上的物体a与地球同步卫星c具有相同的角速度，由 v=or知，物体a随地球自转的线速度小于卫星c的线速度，对于卫星 b、C,根据万有引力提供向心力得G兴，可得v一√m,则知卫星 c的线速度小于卫星b的线速度，所以物体a随地球自转的线速度小 于卫星b的线速度，故A正确：对于卫星b、C,由mur可知w 一，卫星b的角速度大于卫星©的角速度，故B错误：c是地球的铜 步卫星，其运行周期与地球自转周期相同，故C正确；对于a、c,角速 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 度相等，由a=o2r知，物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的 向心加速度，故D正确 类型二宇宙双星问题 1.双星系统的特点 (1)两颗星体各自所需的向心力由彼此间的万有引力相互提供（如图）， 即G22-1ω，2r1w2r2 (2)两颗星体的运动周期及角速度都相同，即T1T2,ω1=ω2 (3)两颗星体的轨道半径与它们之间距离的关系为r+r2L. 2.双星的两个推论 ()双星的运动半径与质量成反比，即哈器推导如下：由6学 002可得r1器，r器，则片器 Gma ②)双星的质量之和器推导如下：由c学景r,6学 4红2 等，且rL,联立可得器。 [例2](2021·福建三明期末)（多选）双中子星是一种“双星”，在围 绕其连线上某一点转动的过程中，会向外辐射能量，相互靠近至最终 合并.在双子星相互靠近的过程中，不考虑双中子星质量的变化，则( AB A.双中子星转动的周期均减小 ·独家授权侵权必究 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 量b.2 xxk.com 您身边的互联网+教辅专家 B.双中子星转动的角速度均增大 C.