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）

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)　宇宙双星与多星系统模型 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 1．(2023·辽宁高考)在地球上观察，月球和太阳的角直径(直径对应的张角)近似相等，如图所示。若月球绕地球运动的周期为T1，地球绕太阳运动的周期为T2，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为(　 ) [考法全训] 答案：D　 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　 答案：D　 木卫三围绕的中心天体是木星，月球围绕的中心天体是地球，根据题意无法求出周期T与T0之比，故C错误； 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)(多选)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，下列说法正确的是(　 ) 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：ACD　 解析：飞船从较低的轨道1进入较高的轨道2要进行加速做离心运动，A正确； 2．(2022·浙江1月选考)“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号(　 ) A．发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间 B．从P点转移到Q点的时间小于6个月 C．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小 D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度 答案：C　 解