高中物理教科版 (2019)必修 第二册1 天体运动精品ppt课件

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专题强化　天体运动的分析与计算
1.掌握处理星体绕中心天体做圆周运动的基本思路(重点)。2.掌握星体绕中心天体做圆周运动的物理量与轨道半径的关系(重难点)。3.会分析天体运动中的“最远”和“最近”问题(重难点)。
一、天体运动参量的分析与计算
二、卫星相距“最近”“最远”问题
天体运动参量的分析与计算
1.一般卫星(或行星)的运动可看成匀速圆周运动，其所需向心力与万有引力的关系可写为：
2.根据1中的关系式推导向心加速度大小a、线速度大小v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系。
一定四定，越高越____(选填“快”或“慢”)。
1.在同一圆轨道上运行的不同卫星，它们的v、ω、T、a有何特点？
答案　卫星的轨道半径r确定后，其相对应的线速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度大小、角速度和向心加速度大小。
2.同一轨道上的同向绕行的两卫星是否有可能相撞？
答案　不可能。同一轨道上同向绕行的两卫星，线速度大小相等，相对静止，故不可能相撞。
　(2023·内江市高一期中)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金a火 B.a火>a地>a金C.v地>v火>v金 D.v火>v地>v金
　(2020·浙江7月选考)火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的A.轨道周长之比为2∶3
轨道周长C＝2πr，与半径成正比，故轨道周长之比为3∶2，故A错误；
　2021年4月29日，天和核心舱的成功发射标志着中国空间站建设拉开了帷幕。若空间站质量为m，空间站距地面高度为h，地球半径为R，引力常量为G。地球表面重力加速度为g，求：(1)空间站受地球引力大小；
(2)空间站环绕地球运行的周期；
(3)空间站环绕地球运行的向心加速度大小。
卫星相距“最近”“最远”问题
两颗卫星在同一轨道平面内同向绕地球做匀速圆周运动时，a卫星的角速度为ωa，b卫星的角速度为ωb。若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，相距最近，如图所示。根据上面信息回答下列问题：1.当两卫星第一次相距最远时，a比b多走____圈，如图所示。它们转过的角度之差Δθ＝__，即满足ωaΔt1－ωbΔt1＝___，第二次：ωaΔt2－ωbΔt2＝_______。
2.当两卫星再次(第一次)相距最近时，它们转过的角度之差Δθ＝____，即满足ωaΔt1－ωbΔt1＝____时，两卫星再次相距最近。第二次：ωaΔt2－ωbΔt2＝4π。
　(2022·木渎高级中学高一期中)2022年6月5日，我国成功发射神舟十四号载人飞船，3名航天员进驻核心舱。假设神舟十四号在飞行的过程中绕地球沿圆轨道运行，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，飞船绕地球运行的周期为T。(1)求飞船离地面的高度h；
(2)如图所示，卫星A与神舟十四号载人飞船B在同一轨道平面，已知卫星A运行方向与B相同，A的轨道半径为B的2倍，某时刻A、B相距最近，则至少经过多长时间它们再一次相距最近？
1.(2023·江苏卷)设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相等的是A.质量B.向心力大小C.向心加速度大小D.受到地球的万有引力大小
2.(多选)(2023·成都市高一期中)金星是夜空中最亮的行星，也叫启明星，《诗经·小雅·大东》中写道：“东有启明，西有长庚。”已知金星绕太阳公转的周期约为225天，可以判定A.金星的质量大于地球的质量B.金星的轨道半径大于地球的轨道半径C.金星公转的线速度大于地球公转的线速度D.金星的向心加速度大于地球的向心加速度
根据题中数据无法比较环绕天体即金星和地球的质量，A错误；
3.(多选)(2022·通榆一中高一期末)北京时间2022年6月5日，“神舟十四号”载人飞船进入预定轨道，飞行组状态良好，发射取得圆满成功。飞船把3位航天员送入空间站“天和”核心舱，该核心舱运行的轨道可视为圆形，其运动半径为地球半径的k倍，已知地球的质量为M ，半径为R，引力常量为G，则
4.(多选)据报道，在太阳系之外，科学家发现了一颗最适宜人类居住的类地行星，它绕恒星橙矮星运行，被命名为“开普勒438b”。假设该行星与地球绕恒星均做匀速圆周运动，其运行的周期为地球运行周期的p倍，橙矮星的质量为太阳质量的q倍。则该行星与地球的
5.(2022·长春市高一阶段练习)木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三的公转周期之比约为1∶2∶4。设三颗卫星各自仅受木星引力作用，且运行轨道均为圆周。关于这三颗卫星，下列说法正确的是A.木卫一是三颗卫星中运行速率最大的B.木卫三是三颗卫星中运行角速度最大的C.木卫一和木卫二的线速度大小之比约为1∶2D.木卫一和木卫三的轨道半径之比约为8∶1
6.(2022·河北卷)2008年，我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基地的2.16米望远镜，发现了一颗绕恒星HD173416运动的系外行星HD173416b,2019年，该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“望舒”，天文观测得到恒星羲和的质量是太阳质量的2倍，若将望舒与地球的公转均视为匀速圆周运动，且公转的轨道半径相等。则望舒与地球公转速度大小的比值为
7.(2023·绵阳市南山中学高一期中)2022年11月8日晚，夜空上演“红月亮”，即当地球位于太阳与月球之间，整个月球全部进入地球的影子里，月亮表面变成暗红色，形成月全食。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，月球环绕地球公转的轨道半径为r，月全食时月球运动的圆心角为θ，则月全食的持续时间为
8.如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的线速度比乙的大
9.(2023·安徽高一校联考)神舟十四号载人飞船于2022年6月5日成功发射并按照预定程序与空间站进行自主快速交会对接。若空间站在距地面高度为h＝400 km的近地圆轨道运行，另一卫星A在距地面高度为H＝7 200 km圆轨道运行，地球半径为R＝6 400 km，地球表面重力加速度为g，则
C.空间站的向心加速度与卫星A的向心加速度大小之比为2∶1D.空间站的线速度与卫星A的线速度大小之比为2∶1
10.设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造地球卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r