2025届高三物理二轮复习课件--天体运动

专题01 天体运动 高三二轮专题复习 CONTENTS 万有引力的应用 卫星环绕 卫星变轨 双星系统 The Application of Universal Gravitation 万有引力的应用 第一部分 【万有引力定律的应用】 1.思路：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，行星与太阳间的万有引力充当向心力. 2. 公式：根据牛顿万有引力定律，太阳对行星的引力F与行星的质量m和太阳的质量M成正比，与行星到太阳的距离r的平方成反比，即F=GMm/r²。 3、结论m太＝4π²r³/(GT²)，从而得出太阳的质量M。只要再知道引力常量G，行星绕太阳运动的周期T和轨道半径r就可以计算出太阳的质量. 4.推广：若已知引力常量G，卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可计算出行星的质量. 例题1、（24-25 陕西渭南 高三一模） 我国已于2011年9月末发射“天宫一号”目标飞行器，11月初发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现成功对接。某同学为此画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动时的假想图如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由此假想图可以判定(　　) A．“天宫一号”的运行速率等于“神舟八号”的运行速率 B．“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期 C．“天宫一号”的向心加速度小于“神舟八号”的向心加速度 D．“天宫一号”的角速度大于“神舟八号”的角速度 模板来自于： 第一PPT https:/// 卫星运行参量的比较与运算 模板来自于： 第一PPT https:/// 例题2、（24-25 高三一模联考） 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（   ） A．a、b、c三物体，都仅由万有引力提供向心力 B.周期关系为 C．线速度的大小关系为 D．向心加速度的大小关系为 模板来自于： 第一PPT https:/// 卫星变轨 (1)要增大卫星的轨道半径，必须加速； (2)当轨道半径增大时，卫星的机械能随之增大． (3)卫星的速度变大时，做离心运动，重新稳定时，轨道半径变大． (4)卫星的速度变小时，做近心运动，重新稳定时，轨道半径变小． (5)圆轨道与椭圆轨道相切时，切点处外面的轨道上的速度大，向心加速度相同. 模板来自于： 第一PPT https:/// 例题 3、（24-25 西安中学 高三一模） 2020年11月24日凌晨，我国发射了“嫦娥五号”登月探测器。“嫦娥三号”由地月转移轨道到环月轨道飞行的示意图如图所示，P点为变轨点，则“嫦娥三号”(　　) A．经过P点的速率，轨道1的一定大于轨道2的 B．经过P点的加速度，轨道1的一定大于轨道2的 C．运行周期，轨道1的一定大于轨道2的 D．从地月转移轨道经过P点需要点火减速才能变轨进入圆轨道1 模板来自于： 第一PPT https:/// 同步卫星、近地卫星、赤道附近的物体 (1)“同步”的含义就是和地面保持相对静止，所以其周期等于地球自转周期. (2)特点 ①定周期：所有同步卫星周期均为T＝24 h. ②定轨道：同步卫星轨道必须在地球赤道的正上方，运转方向必须跟地球自转方向一致，即由西向东. ③定高度：同步卫星离地面高度为一个定值 ④定速度：由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此线速度、角速度大小均不变. ⑤定加速度：由于同步卫星高度确定，则其轨道半径确定，因此向心加速度大小也不变. 模板来自于： 第一PPT https:/// 例题4、（24-25陕西商洛高三二模） 如图4所示，A为地面上的待发射卫星，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星.三颗卫星质量相同，三颗卫星的线速度大小分别为vA、vB、vC，角速度大小分别为ωA、ωB、ωC，周期分别为TA、TB、TC，向心加速度大小分别为aA、aB、aC，则(　　) A.ωA＝ωC<ωB B.TA＝TC<TB C.vA＝vC<vB D.aA＝aC>aB 模板来自于： 第一PPT https:/// 双星系统(24-25 陕西 榆林 高三期末) 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G。若AO>OB，则(　　) A．星球A的角速度一定大于星球B的角速度 B．星球A所受向心力大于星球B所受向心力 C．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期增大 D．两星球的总质量等于 模板来自于： 第一PPT https:/// 演练1、（2024陕西高考真题） 2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的1/6 。 下列说法正确的是（　　） A．在环月飞行时，样品所受合力为零 B．若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力等于零 C．样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同 D．样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小 模板来自于： 第一PPT https:/// 演练2、（24-25 陕西安康高三一模联考） 从1970年中国成功发射第 一颗人造地球卫星东方红 一 号起，至2024年，中国在轨运 行的卫星数量已超过600颗，这标志着中国航天技术实现了从跟跑到并跑，乃至领跑的跨越 式发展。现有一颗在赤道上空运行的人造卫星，它到地球表面的距离等于地球的半径，转动的 方向与地球的自转方向相同。若地球的半径为R, 自转的角速度为wo, 地球表面附近的重力加 速度大小为g。 求： (1)该人造卫星绕地球转动的线速度大小v; (2)该人造卫星连续两次经过赤道上同 一 处的时间间隔t。 模板来自于： 第一PPT https:/// 演练3、（陕西渭南 高三一模） 如图3所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A.甲的向心加速度比乙的小 B.甲的运行周期比乙的小 C.甲的角速度比乙的大 D.甲的线速度比乙的大 模板来自于： 第一PPT https:/// 总结 万有引力的应用 卫星环绕 卫星变轨、同步卫星 双星系统 主要考公式应用，推导天体质量和密度过程中字母较多，计算不能不错 由结论总结出的规律，高轨低速大周期 卫星变轨注意两个点的加速度，线速度关系，同步卫星注意四个一定 主要考查双星的质量之和与质量之比，要注意公式推导 课程结束 感谢观看 天体运动 $$