云南省峨山彝族自治县2017届高三物理一轮复习天体运动中的“四大难点”教案

1、天体运动中的“四大难点”课题天体运动中的四大难点”计划课时2节教1、掌握近地卫星、赤道上的物体及同步卫星的运行特点。学2、理解卫星变轨的实质。目3、掌握天体运动中的能量冋题。标4、掌握卫星的追击及相遇问题。教学重点卫星的运动特点。教学难点卫星变轨的实质及能量转换问题。教学方法讲授法、讨论法教学内容及教学过程、引入课题太空中卫星发生故障时，如何进行对接维修呢？二、主要教学过程突破一近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转的物体的三种匀速圆周运动的参量比较近地卫星同步卫星赤道上随地球自转的物体（1、3i、Vi、ai）（2、32、V2、a2）（r3、33、V3、a

2、3）向心力万有引力万有引力万有引力的一个分力轨道半径r23ri,GMm2/口/GM,同步卫星的角速度与地球自转角由一 m3r得 3 Af3，故 3132角速度rVr速度相同，故32 3331 3233亠GMm mV/口j由2 得VA /列故ViV2由Vr3 得V2V3线速度rr丫r.ViV2V3,GMm口GM斗2向心加由2ma得a=_，故aia2由a 3r得a2a3rr速度aia2a3突破二卫星的变轨问题21变轨原理及过程人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自(2)在A点点火加速，由于速度变大，进入(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形

3、2.卫星变轨的实质(1)当卫星的速度突然增加时，Mm v2GpVAVC某一高山山顶上 的一个物体，两颗卫星及物体转方向发射卫星到圆轨道 I 上。椭圆轨道 n。轨道川。v=9可知其运行速率比原轨道时增大。3D.TA=TCTBMm V解析A为地球同步卫星，故 3A=3c,根据v= 3r可知，VAvc,再根据G2=mr得到v=见VBVA,所以三者的线速度关系为VBVAVC,故选项A正确；由 32nMm可知TA=Tc,再由=m T可知TATB,因此它们的周期关系为TA=TCTB,它们的角速度关系为 3B 3A= 3C,所以选项D正确,B错误；由F=曙2甲1知FAVFBVFC,所以选项C错误。答案AD【

4、例2】（多选）在完成各项既定任务后，“神舟九号”飞船于2012年6月29日10时许返回地面，主着陆场位于内蒙古四子王旗地区。如图4所示，飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道 I 进入椭圆轨道 n,Q为轨道 H 上的一点，M为轨道 I 上的另一点,A.飞船在轨道 n 上经过P的速度小于经B.飞船在轨道 n 上经过P的速度小于在“神舟九号”的运动,过Q的速度轨道 I 上经过C.飞船在轨道 n 上运动的周期大于在轨道 I 上运动的周期D.飞船在轨道 n 上经过P的加速度小于在轨道 I 上经过M的加速度解析 飞船在轨道 n 上由Q点向P点运行时需要克服万有引力做功，所以经过点时的动能，可知选项A正确；

5、飞船在轨道 I 上做匀速圆周运动，故飞船经过由于飞船在P点进入轨道 n 时相对于轨道 I 做向心运动，可知飞船在轨道 n 上F列说法中正确的有（M的速度P点时的动能小于经过P、M两点时的速率相等,P点速度小于轨道 I 上点速度，故选项B正确；根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道 n 上运动的周期小于在轨道 I 上运动的周期，选项C错误；根据牛顿第二定律可知，飞船在轨道 n 上经过速度大小相等，选项D错误。答案ABP的加速度与在轨道 I 上经过M的加【例3】（多选）（2015广东理综，20）在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到，2v时，可摆脱星球

6、引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为10：1,半径比约为2：1,下列说法正确的有（）A.探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大B.探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等GM rr，可C.FAFBFC45D.探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大GMmGMm发射速度不相等，C错误；探测器在地球表面受到的引力Fi=2，在火星表面受到的引力为F2=2，R地R火FiM地R火5FTMRT2,B正确；探测器脱离星球的过程中，弓I力做负功，弓I力势能逐渐增大，D正确。答案BD【例4】（多选）（2014新课标全国卷 I,19）太阳系各行星几

7、乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星 冲日。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如 下表所示。则下列判断正确的是（）地球火星木星十星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年内一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短解析设地球的

8、运转周期为To、角速度为 3o、轨道半径为ro，则其他行星的轨道半径为r=kro根据万有引力定律及牛顿第二定律得：GMm2 m3ororoGMm22=m3rr1联立得：3 =33o。Vk各行星要再次冲日需满足：3ot3t=2n ,解析由牛顿第二定律得星球的发射速度与探测器的质量无关，A错误；因为地球与火星的R不同，所以探测器脱离两星球所需的6根据上式结合k值并由数学知识可知：行星冲日的时间间隔一定大于1年，并且k值越大时间间隔越短,7所以选项B、D正确，A、C错误。答案BD四、课堂练习创新设计第71、72页变式训练1、2、3、4五、课堂小结卫星的机械能动能Mm v2Gz=mr rGMmmE=x 2r rEk=mV势能与总能量同一卫星在同一圆形轨道上运动，其机械能不变（守恒）相冋质量的卫星，在r越大的轨道上，动能越小，势能越大，总能量越 大六、作业4级优化满分练第五章能力课时6板书设计天体运动中的四大难点”一、近地卫星、同步卫星和赤道上随地球自转