2025年高考物理一轮总复习课件 第5章 专题强化6 天体运动中的三类典型问题

第五章万有引力与宇宙航行专题强化六天体运动中的三类典型问题核心考点·重点突破提能训练练案[26]核心考点·重点突破1赤道上物体、近地卫星与同步卫星的差异(能力考点·深度研析)1．地球同步卫星的特点相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星叫地球同步卫星。同步卫星有以下“七个一定”的特点：(1)轨道平面一定：轨道平面与赤道平面共面。(2)周期一定：与地球自转周期相同，即T＝24h。(3)角速度一定：与地球自转的角速度相同。(7)绕行方向一定：运行方向与地球自转方向一致。2．赤道上的物体、近地卫星和同步卫星做圆周运动的异同点比较内容赤道上的物体近地卫星同步卫星向心力来源万有引力的分力万有引力向心力方向指向地心重力与万有引力的关系重力略小于万有引力重力等于万有引力轨道半径地球半径R地球半径R地球半径R与卫星离地面高度h之和►考向1同步卫星问题(2021·河北卷)“祝融号”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2个火星日。假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2个火星日。已知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的0.1倍，则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为()D►考向2赤道上的物体、近地卫星和同步卫星的差异【跟踪训练】

(同步卫星问题)卢旺达2023年5月2日至3日遭受强降雨，引发该地区的洪水和山体滑坡等灾害。我国通过风云—2H静止气象卫星提供持续监测。风云—2H卫星于2018年6月5日成功发射到离地面高度约为地球半径5倍的地球静止轨道，可以为亚太空间合作组织成员国和“一带一路”沿线国家提供良好的观测视角和高频次区域观测。则关于风云—2H卫星说法正确的是()CA．围绕地球运转的角速度大于地球自转角速度B．运行速度应是7.9km/s

(赤道上的物体、近地卫星和同步卫星的差异)有a、b、c、d四颗卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b在地面附近近地轨道上正常运行，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，设地球自转周期为24h，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则下列关于卫星的说法中正确的是()A．a的向心加速度等于重力加速度gC2人造卫星的变轨及对接问题(能力考点·深度研析)1．两类变轨情况的分析两类变轨离心运动近心运动变轨结果变为椭圆轨道或在更高圆轨道上运动变为椭圆轨道运动或在更低圆轨道上运动能量变化机械能增加(高轨动能减小，势能增加)机械能减小(低轨动能增加，势能减小)2.变轨过程各物理量比较3.卫星的对接问题在低轨道运行的卫星，加速后可以与高轨道的卫星对接。同一轨道的卫星，不论加速或减速都不能对接。►考向1卫星变轨问题中各物理量的比较(2024·山西太原高三联考)2023年11月28日，中国载人航天工程办公室公布了神舟十六号拍摄到的我国空间站的照片和在空间站拍摄到的神舟十六号撤离时的震撼画面。神舟十六号载人飞船于10月30日成功撤离空间站组合体，标志着中国空间站建设又一重要里程碑。空间站与神舟十六号飞船分离前按照如图所示的运行方向在圆轨道③上做匀速圆周运动，空间站与飞船在Q点分离，随后飞船进入椭圆轨道②，逐步转移到近地轨道①，再寻找合适的时机进入大气层。不考虑飞船、空间站在太空中受到的阻力，下列说法正确的是()CA．神舟十六号飞船在Q点分离时需要启动自身推进系统，朝与运行方向相反的方向喷火B．神舟十六号飞船在从Q到P的过程中机械能越来越小C．神舟十六号飞船在轨道②、轨道③上分别经过Q点时的向心加速度相同D．神舟十六号飞船在轨道②上经过P点的时运行速度小于第一宇宙速度[解析]

神舟十六号飞船在从轨道③变到轨道②上时要减速，故自身推进系统应朝运行方向喷火，产生一个与运行方向相反的阻力让飞船减速，故A错误；飞船在轨道②上运行时，只有引力做功，机械能守恒，故B错误；飞船在轨道②、轨道③上分别经过Q点时，只受到地球对他们的万有引力的作用，因此加速度相同，同时轨道②上Q点速度最小，切向加速度为0，故向心加速度相同，故C正确；飞船在轨道②上经过P点时，相较于轨道①做离心运动，而轨道①上的运行速度等于第一宇宙速度，故P点速度大于第一宇宙速度，故D错误。故选C。►考向2卫星的对接问题

我国是少数几个掌握飞船对接技术的国家之一，为了实现神舟飞船与天宫号空间站的顺利对接，具体操作应为()A．飞船与空间站在同一轨道上且沿相反方向做圆周运动接触后对接B．空间站在前、飞船在后且两者沿同一方向在同一轨道做圆周运动，在合适的位置飞船加速追上空间站后对接C．空间站在高轨道，飞船在低轨道且两者同向飞行，在合适的位置飞船加速追上空间站后对接D．飞船在前、空间站在后且两者在同一轨道同向飞行，在合适的位置飞船减速然后与空间站对接C[解析]

飞船在轨道上高速运动，如果在同一轨道上沿相反方向运动，则最终会撞击而不是成功对接，故A项错误；两者在同一轨道上，飞船加速后做离心运动，则飞船飞到较高轨道，故不能采取同一轨道加速对接，故B项错误；飞船在低轨道加速做离心运动，在合适的位置，飞船追上空间站实现对接，故C项正确；两者在同一轨道飞行时，飞船减速做近心运动，飞船的轨道高度要降低，故不可能与同一轨道的空间站实现对接，故D项错误。3双星及多星系统问题(能力考点·深度研析)►考向1双星模型(1)定义：绕公共圆心转动的两个星体组成的系统，我们称之为双星系统。如图所示。(2)特点BD►考向2三星模型

(多选)太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其它星体对他们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行，如图甲所示；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为M，且两种系统的运动周期相同，则(

)BD解决双星、多星问题，要抓住四点(1)根据双星或多星的运动特点及规律，确定系统的中心以及运动的轨道半径。(2)星体的向心力由其他天体的万有引力的合力提供。(3)星体的角速度相等。(4)星体的轨道半径不是天体间的距离。要利用几何知识，寻找两者之间的关系，正确计算万有引力和向心力。►考向3四星模型

(多选)(2022·安徽月考)如图为一种由四颗星体组成的稳定星系，四颗质量均为m的星体位于边长