第一板块 专题三 主题三 天体运动中的四大热点问题（课件PPT）-【新高考方案】2024年高考物理二轮复习专题增分方略（新教材 江苏北京专用）

主题三 天体运动中的四大热点问题 01 02 03 04 目 录 热点(一)　天体质量和密度的计算 热点(二)　卫星运动参量的分析 热点(三)　卫星的变轨与对接问题 热点(四)　宇宙双星与三星系统模型 2 01 热点(一)　天体质量和密度的计算 计算天体质量和密度的两条基本思路 续表 [考法全训] 1．(2023·江苏高考)设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是(　 ) A．质量 B．向心力大小 C．向心加速度大小 D．受到地球的万有引力大小 答案：C　 2．2023年7月20日，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，顺利完成出舱任务。若空间站绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是(　 ) A．空间站的质量和绕地半径 B．空间站的质量和绕地周期 C．空间站的绕地角速度和绕地周期 D．空间站的绕地线速度和绕地半径 答案：D　 由于空间站质量在运算中被约掉，故无法通过空间站质量求解地球质量，A、B错误； 02 热点(二)　卫星运动参量的分析 1．人造卫星运动规律分析 三点说明 (1)a、v、ω、T、r只要一个量发生变化，其他量也发生变化； (2)a、v、ω、T与卫星的质量无关； (3)当r＝R地时，v＝7.9 km/s为第一宇宙速度 四点注意 (1)所有同步卫星绕地心做匀速圆周运动的周期等于地球的自转周期； (2)静止卫星在赤道上空相同的高度上； (3)注意静止卫星与地球赤道上物体的区别与联系； (4)区别轨道半径与距天体表面的高度 续表 2．搞清三种运动情境 [考法全训] 1．(2022·广东高考)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是(　 ) A．火星公转的线速度比地球的大 B．火星公转的角速度比地球的大 C．火星公转的半径比地球的小 D．火星公转的加速度比地球的小 答案：D　 2．(2023·盐城中学三模)假如你在地球赤道上，看到天空中一颗卫星P从你头顶正上方由西向东飞过，另一颗卫星Q从东向西经过头顶正上方，恰好经过12 h两颗卫星都再次经过头顶的正上方。假设两颗卫星的运动可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是(　 ) A．卫星Q比卫星P的周期要大 B．卫星Q比卫星P的线速度要大 C．卫星Q比卫星P的加速度要大 D．卫星Q比卫星P距地球要更近 答案：A　 3．(2023·湖北高考)2022年12月8日，地球恰好运行 到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象 被称为“火星冲日”。火星和地球几乎在同一平面内沿同 一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球公转轨道半径之比约为3∶2，如图所示。根据以上信息可以得出(　 ) A．火星与地球绕太阳运动的周期之比约为27∶8 B．当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大 C．火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为9∶4 D．下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前 答案：B　 火星和地球绕太阳做匀速圆周运动，速度大小均不变，当火星与地球相距最远时，由于两者的速度方向相反，故此时两者相对速度最大，故B正确； 03 热点(三)　卫星的变轨与对接问题 1．两种变轨对接模式 (1)如图甲所示，低轨道飞船通过合理地加速，沿椭圆轨道(做离心运动)追上高轨道空间站与其完成对接。 (2)同一轨道上飞船与空间站对接：如图乙所示，后面的飞船先减速降低高度，再加速提升高度，通过适当控制，使飞船追上空间站时恰好具有相同的速度。 2．卫星变轨前后各物理量的比较 人造卫星的发射过程要经过多次变轨，过程简图如图所示。 (1)两个不同轨道的“切点”处线速度v不相等。图中vⅢB>vⅡB，vⅡA>vⅠA。 (2)两个不同圆轨道上线速度v大小不相等。轨道半径越大，v越小，图中vⅠ>vⅢ。 (3)在分析卫星运行的加速度时，只要卫星与中心天体的距离不变，其加速度大小(由万有引力提供)就一定与轨道形状无关，图中aⅢB＝aⅡB，aⅡA＝aⅠA。 1. (2023·海南高考改编)如图所示，1、2轨道分别是天宫二号飞船在变轨前、后的轨道，下列说法错误的是(　 ) A．飞船从1轨道变到2轨道要点火加速 B．飞船在1轨道的周期大于2轨道的 C．飞船在1轨道的速度大于2轨道的 D．飞船在1轨道的加速度大于2轨道的 [考法全训] 答案：B　 2．(2023·南京二模)2022年10月31日，搭载梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭发射取得圆满成功。实验舱发射可简化为三个轨道，如图所示，先由近地圆轨道1进入椭圆轨道2，再