【物理】專題06衛(wèi)星的運動（4大知識點7大題型）（課件）

專題06

衛(wèi)星的運動知識點3：地球的同步衛(wèi)星知識點4：雙星模型知識點3：地球的同步衛(wèi)星知識點4：雙星模型

知識點2：衛(wèi)星的變軌問題1.

衛(wèi)星變軌的兩種情況：

人造地球衛(wèi)星的發(fā)射過程要經(jīng)過多次變軌，過程簡圖如圖所示：2.

相關(guān)物理量的比較從I到II在II軌道上從II軌道到III軌道__________________速度向心加速度知識點3：地球的同步衛(wèi)星1.

概念：相對于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星，叫作地球同步衛(wèi)星.

知識點4：雙星模型1.

雙星系統(tǒng)

如圖所示，宇宙中有相距較近、質(zhì)量可以相比的兩個星球，它們離其他星球都較遠，因此其他星球?qū)λ鼈兊娜f有引力可以忽略不計.在這種情況下，它們將圍繞它們連線上的某一固定點做周期相同的勻速圓周運動，這種結(jié)構(gòu)叫作“雙星”.2.雙星模型的特點(1)兩星的運行軌道為同心圓，圓心是它們之間連線上的某一點.(2)兩星的向心力大小相等，由它們間的萬有引力提供.(3)兩星的運動周期、角速度都相同.

4.

雙星模型的兩個重要結(jié)論

題型01：不同軌道上的衛(wèi)星各物理量的比較1.北京時間2023年10月5日上午8時24分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭成功將遙感三十九號衛(wèi)星送入太空。其中遙感三十九號衛(wèi)星的工作軌道高度約為700km，遙感三十九號衛(wèi)星、地球的同步衛(wèi)星和月球繞地球飛行的軌道如圖所示下列說法正確的是(

)

√

√

√√√

題型02：衛(wèi)星發(fā)射及變軌問題中各物理量的變化

√

(1)第一次點火和第二次點火分別是加速還是減速；【答案】減速、減速；【詳解】根據(jù)變軌原理，飛船在軌道Ⅰ的A點減速，做近心運動進入橢圓軌道Ⅱ，飛船在軌道Ⅱ的近月點B點減速，做近心運動進入近月軌道Ⅲ。(2)飛船在軌道Ⅰ上的運行速率；

(3)飛船在軌道Ⅱ上繞月運行一周所需的時間。

6.(多選)如圖所示，軌道1、3均是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的軌道示意圖，軌道1的半徑為R，軌道2是衛(wèi)星繞地球做橢圓運動的軌道示意圖，軌道3與軌道2相切于B點，O點為地球球心，AB為橢圓的長軸，三個軌道和地心都在同一平面內(nèi)，已知在1、2兩軌道上運動的衛(wèi)星的周期相等，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，三顆衛(wèi)星的質(zhì)量相等，則下列說法正確的是(

)

√√

題型03：同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星和磁道上物體的比較

√√

√√

A.40分鐘

B.70分鐘

C.100分鐘

D.140分鐘√【詳解】假設(shè)太陽光線平行，如圖所示

題型04：地球同步衛(wèi)星與其他衛(wèi)星的對比

A.“天宮”空間站的運行速度小于北斗同步衛(wèi)星的運行速度B.“天宮”空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因為不受重力C.所有的地球同步衛(wèi)星離地球表面的高度都是一定的D.若北斗衛(wèi)星在飛行的過程中速度變小了，它將遠離地球√

11.石墨烯是目前世界上已知的強度最高的材料，它的發(fā)現(xiàn)使“太空電梯”纜線的制造成為可能，人類將有望通過“太空電梯”進入太空。現(xiàn)假設(shè)有一“太空電梯”懸在赤道上空某處，相對地球靜止，如圖所示，那么關(guān)于“太空電梯”，下列說法正確的是(

)A.“太空電梯”各點均處于完全失重狀態(tài)B.“太空電梯”各點運行周期隨高度增大而增大C.“太空電梯”上各點線速度與該點離地球球心距離的二次方成反比D.“太空電梯”上各點線速度與該點離地球球心距離成正比√

12.(多選)甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運行高度低于甲的運行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是(

)A.甲的周期大于乙的周期

B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度

D.甲在運行時能經(jīng)過北京的正上方√√

題型05：計算雙星問題的線速度、角速度與引力

√√

14.(多選)在銀河系中，雙星的數(shù)量非常多，研究雙星，對于了解恒星形成和演化過程的多樣性有重要的意義。如圖所示為由A、B兩顆恒星組成的雙星系統(tǒng)，A、B繞連線上一點O做圓周運動，測得A、B兩顆恒星間的距離為L，恒星A的周期為T，恒星A做圓周運動的向心加速度是恒星B的2倍，忽略其他星球?qū)、B的影響，則下列說法正確的是(

)

√√

題型06：計算雙星系統(tǒng)重的總質(zhì)量16.利用萬有引力定律可以測量天體的質(zhì)量。

(1)、(2)中提供的信息，求月球的質(zhì)量。

√

題型07：多星運動問題

顆恒星，甲、丙圍繞乙在半徑為R的圓軌道上運行，若甲恒星、丙恒星質(zhì)量均為M，乙恒星質(zhì)量為2M，萬有引力常量為G，求：(1)甲恒星所受向心力大??；

(2)甲恒星和丙恒星的周期。

20.太空中存在一些離其他恒星較遠的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通常可忽略其他星體對它們的引力作用。已觀測到穩(wěn)

定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式(如圖所示)：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為

R

的圓軌道上運行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行。設(shè)這三顆星的質(zhì)量均為

M，兩種系統(tǒng)的運動周期相同，引力常量為

G，求三角形三星系統(tǒng)星體間的距離

L。

21.在天文觀測中，觀測到質(zhì)量相等的三顆星始終位于邊長為L的等邊三角形三個頂點上，并沿等邊三角形的外接圓做周期為T的勻速圓周運動，如圖所示。已知引力常量為G，不計其他星球?qū)λ鼈兊挠绊憽?/p>

√

√3.兩個質(zhì)量不同的天體構(gòu)成雙星系統(tǒng)，它們以二者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，下列說法正確的是(

)A.質(zhì)量大的天體線速度較大

B.質(zhì)量小的天體角速度較大C.兩個天體的向心力大小相等

D.若在圓心處放一個質(zhì)點，它受到的合力為零√

4.《流浪地球》系列電影深受好評，觀眾分析流浪地球的發(fā)動機推動地球的原理：行星發(fā)動機通過逐步改變地球繞太陽運行的行星軌道，然后達到極限以后通過引力彈弓效應(yīng)彈出地球，整個流浪時間長達幾十年。通過停止自轉(zhuǎn)，然后加大地球的反推力來逐