高中物理人教版 (2019)必修 第二册万有引力定律导学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册万有引力定律导学案，文件包含人教版必修第二册高中物理同步导学案专题卫星变轨问题以及双星多星问题原卷版docx、人教版必修第二册高中物理同步导学案专题卫星变轨问题以及双星多星问题解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共18页， 欢迎下载使用。

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1.我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“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，减速后逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
2.1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示,设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G。则( )
A.v1>v2,v1=GMr B.v1>v2,v1>GMr
C.v1TⅡ>TⅠ
B.探测器要从Ⅱ轨道返回Ⅰ轨道须在P点点火减速
C.探测器在不同轨道运动到P点(尚未制动)时的加速度相等
D.探测器在Ⅱ轨道远月点的线速度大于近月点的线速度
针对训练2.《天问》是战国时期诗人屈原创作的一首长诗,全诗问天、问地、问自然,表现了古人对传统的质疑和对真理的探索精神。2020年7月23日,我国火星探测器“天问一号”成功发射,屈原的“天问”梦想成为现实。图中虚线为“天问一号”的“地”“火”转移轨道,下列说法正确的是( )
A.“天问一号”的最小发射速度为7.9 km/s
B.“天问一号”由虚线轨道进入火星轨道需要点火加速
C.“天问一号”在由地球到火星轨道的虚线轨道上线速度逐渐变大
D.“天问一号”从地球飞到火星轨道的时间大于火星公转周期的一半
针对训练3.2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图8所示，地球在椭圆轨道 Ⅰ 上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道 Ⅱ.在圆形轨道 Ⅱ 上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚.对于该过程，下列说法正确的是( )
图8
A.沿轨道 Ⅰ 运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道 Ⅱ
B.沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期
C.沿轨道 Ⅰ 运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度
D.在轨道 Ⅰ 上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大
针对训练4.2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进入大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、落、巡”目标的第一步，环绕火星成功。如图所示为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ相切于P点，轨道Ⅲ为环绕火星的圆形轨道，探测器距火星表面的高度为H，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，S、Q间距离为H。探测器在轨道Ⅲ上绕火星做周期为T的匀速图圆周运动，火星半径为，引力常量为G。求：
（1）火星的质量及火星表面的重力加速度；
（2）火星的第一宇宙速度；
（3）探测器在轨道Ⅱ上的运动周期。
探究点二：双星及三星问题
例2.双星由两颗绕着共同的重心旋转的恒星组成．对于其中一颗来说，另一颗就是其“伴星”．相对于其他恒星来说，位置看起来非常靠近．联星一词是由弗里德里希·赫歇尔在1802年所创．根据他的定义，联星系统是由两个星体根据吸引力定律组成的一个系统．故宇宙中的两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引在一起，设二者的质量分别为m1和m2二者相距为L，求：
（1）双星的轨道半径的之比.
（2）双星的线速度之比.
（3）双星转动的角速度．
针对训练5.如图所示,由A、B组成的双星系统，绕它们连线上的一点做匀速圆周运动,其运行周期为T,A、B间的距离为L,它们的线速度之比=2,则（ ）
A．AB角速度比为：
B．AB质量比为：=
C．A星球质量为：MA=
D．两星球质量为：MA+MB=
例3.宇宙中存在一些离其他恒星较远的、质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：
（1）一种是三颗星等间距地位于同一直线上，外侧的两颗星绕中央星在同一圆轨道上运行，假设此形式下运动星体的运动周期都为T，每个星体的质量均为M，引力常量为G。试求：此形式下，相邻星体间的距离R和外侧星体运动的线速度v。
（2）另一种三星系统如图所示，三颗质量均为的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心做匀速圆周运动，万有引力常量为，求：
(1)每颗星做圆周运动的向心加速度大小；
(2)每颗星做圆周运动的线速度大小；
(3)每颗星做圆周运动的周期。
例4.进行科学研究有时需要大胆的想象，假设宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四星系统(忽略其他星体对它们的引力作用)，这四颗星恰好位于正方形的四个顶点上，并沿外接于正方形的圆形轨道运行，若此正方形边长变为原来的一半，要使此系统依然稳定存在，星体的角速度应变为原来的( )
A.1倍 B.2倍 C.eq \f(1,2)倍 D.2eq \r(2)倍
我的收获（反思静悟，体验成功）