专题：天体运动中的几类典型问题 导学案 -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

高中物理必修第二册学历案班级： 姓名： 专题：天体运动中的几类典型问题 【问题一：近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转物体的比较】 如图所示,a为近地卫星,半径为r近，角速度w近;b为同步卫星,半径为r同， 角速度w同;c为赤道上随地球自转的物体,半径为r物，角速度w物。（假设质量均为m） 项目 近地卫星 同步卫星 赤道上随地球自转的物体 所需向心力 轨道半径大小关系 角速度 由= 得ω= , 故当r越大时，ω越 同步卫星与地球自转 相同,故ω同 ω物 大小关系： 线速度 由= 得v= , 故当r越大时，v越 由v= 得v同 v物 大小关系： 向心加速度 由= 得an= , 故当r越大时，an越 由an= 得an同 an物 大小关系： 例1：如图所示，A为地球赤道上的物体，B为近地卫星，C为地球同步卫星。关于A、B、C做匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A． A、B、C三物体，都仅由万有引力提供向心力 B．线速度大小关系为 C．向心加速度大小关系为 D．角速度大小关系为 【问题二：人造卫星的变轨问题】 1.卫星的变轨方式 卫星变轨时,先是线速度v发生变化导致需要的向心力发生变化,进而使轨道半径r发生变化。 (1)当卫星减速时,卫星所需的向心力F向 （选填“增加”或“减小”）,万有引力 所需的向心力,卫星将做 运动（选填“离心”或“近心”）,轨道半径 （选填“变大”或“变小”）,线速度 。（选填“变大”或“变小”） (2)当卫星加速时,卫星所需的向心力F向 （选填“增加”或“减小”）,万有引力 所需的向心力,卫星将做 运动（选填“离心”或“近心”）,轨道半径 （选填“变大”或“变小”）,线速度 。（选填“变大”或“变小”） 实例分析:高轨道卫星的发射过程。 如图所示,发射卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道Ⅰ,在Q点点火加速做离心运动进入 椭圆轨道Ⅱ,在P点点火加速,使其满足=m,进入圆轨道Ⅲ做圆周运动。 项目比较 三个轨道上运行参量大小的比较 圆轨道Ⅰ 椭圆轨道Ⅱ 圆轨道Ⅲ 速度 v1 Q点和P点时的速率分别为vQ、vP v3 大小关系： 加速度 a1 Q点和P点时的速率分别为aQ、aP a3 = ，an= 大小关系： 周期 T1 T2 T3 开普勒第三定律 ，大小关系： 【问题三：双星问题】 1.双星模型：如果有两颗恒星,它们靠得较近,在万有引力作用下绕着两者中间的某一点共同转动,这样的两颗恒星称为双星。 如图，质量分别是m1和m2的两颗相距较近的恒星,它们间的距离为L。 (1)模型特点。 ①两星的运行轨道为 ,圆心是它们之间连线上的某一点。 ②两星的 相等, ③两星的运动半径之和等于它们间的距离,即 。 ④两星转动的角速度 ，周期 ，线速度 。 （2）分析：双星间的 提供它们做圆周运动的向心力, 两个结论: m1r1= ,即双星中某星的运动半径与其质量成 比。 质量之和m1+m2= 。 1 学科网（北京）股份有限公司 $