宇宙航行（第二课时）课件-高一下学期物理人教版

7.4宇宙航行(第2课时)高中物理必修二·第7章·万有引力与宇宙航行①三体问题②天体的追击相遇问题③卫星变轨、对接问题④双星模型1.三体问题--同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较

1.三体问题--同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较

在天体运动的问题中，我们常遇到一些这样的问题。比如，A、B两天体都绕同一中心天体做圆周运动，某时刻A、B相距最近，问A、B下一次相距最近或最远需要多少时间，或“至少”需要多少时间等问题。AB2.天体的追及与相遇如图，两天体的运转方向相同，且位于和中心连线半径的同侧，此时两天体相距最近。（1）求经过多长时间t二者会再次相距最近？AB2.天体的追及与相遇（2）求经过多长时间t二者会再次相距最远？2.天体的追及与相遇卫星发射的两种方法直线发射（高轨发射）：整个发射过程中，运载火箭在入轨前始终处于动力飞行状态，要消耗大量燃料。变轨发射（近地发射）：运载火箭消耗的燃料少，发射场的位置也不受限制。对于低轨道卫星来说，一般选择垂直发射突破大气层后直接入轨，而中、高轨道卫星的发射一般经历以下三个阶段：①停泊轨道；②转移轨道；③同步轨道。3.卫星变轨、对接123PQO1轨道的Q点，点火加速，到达2轨道；2轨道的P点，再点火加速，到达3轨道；2椭圆轨道：1、3圆轨道：综上：变轨点变轨点开普勒第二定律离心运动：3.卫星变轨、对接123PQO变轨点变轨点开普勒第三定律：椭圆轨道：圆轨道：（比较半径）（比较半长轴）综上：3.卫星变轨、对接123PQO变轨点变轨点1、3圆轨道：1、2轨道的Q为同一个点：2、3轨道的P为同一个点：综上：3.卫星变轨、对接3.卫星变轨、对接【例1】（多选）“娥三号”卫星从地球发射到月球过程的路线示意图如图所示。关于“娥三号”的说法正确的是（

）A.在P点由a轨道转变到6轨道时，速度必须变小B.在Q点由d轨道转变到c轨道时，要加速才能实现（不计“娥三号”的质量变化）C.在6轨道上，卫星在P点的速度比在R点的速度大D.“娥三号”在α、b轨道上正常运行时，通过同一点P时，加速度相等若使航天器在同一轨道上运行，航天器加速会进入较高的轨道，减速会进入较低的轨道，都不能实现对接。故要想实现对接，可使航天器在低轨道上加速，然后进入较高的空间轨道，逐渐靠近其他航天器，两者速度接近时实现对接3.卫星变轨、对接【例2】如图所示，我国发射的“神舟十一号”飞船和“天宫二号”空间实验室于2016年10月19日自动交会对接成功。假设对接前“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（

）A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接3.卫星变轨、对接4.双星模型宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计。在这种情况下，它们将围绕其连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，通常，我们把这样的两个星球称为“双星”。O4.双星模型--特点①两星围绕它们之间连线上的某一点做匀速圆周运动，两星的运行周期、角速度相同。②两星的向心力大小相等，由它们间的万有引力提供。

对m1:对m2:【计算1】如图，双星的质量分别为m1、m2，它们之间的距离为L，求各自圆周运动的半径r1、r2的大小及r1、r2的比值。r1+r2=Lr1r2m2m1Lo规律：m越大，旋转半径越小，离中心越近。4.双星模型对m1:对m2:【计算2】如图，双星的质量分别为m1、m2，它们之间的距离为L，轨道半径分别为r1和r2，求它们的线速度v1、v2的比值。r1r2m2m1Lo4.双星模型【计算3】如图，A、B为双星系统，它们之间的距离为L，轨道半径分别为r1和r2，若运动周期为T，求两星的总质量。r1r2BALo对A:对B:①①+②得：②4.双星模型“三星”模型“四星”